Ko je Zemlja nastala, je bilo vroče za vodo. Toda od kod je potem prišla? Dve novi študiji razkrivata, kako je imel vlogo Jupiter.
Človeštvo obstaja, ker je prišlo do prave eksplozije. In več kot enkrat. Med rojstnimi urami sončnega sistema so delci prahu najprej tvorili majhne koščke, nato pa velike asteroide. Masivna telesa so se nenehno spajala med seboj in stalila v novo telo. Na koncu je ostalo le nekaj ostankov planetov, ki so se postopoma očistili okoli sonca. Tako se je Zemlja pojavila pred 4,5 milijardami let.
Ta teorija o izvoru Zemlje je znanstveni kompromis. Le on ne odgovori na vsa vprašanja. Od kod voda na modrem planetu? Navsezadnje so si raziskovalci enotni v mnenju, da je bila Zemlja, ko je nastala, prevroča za molekule vode. Obstaja več teorij o njegovem izvoru.
Dve ustrezni študiji hkrati promovirata eno najnovejših teorij, v skladu s katero je imel Jupiter vodilno vlogo. Voda in druge tekoče snovi na Zemljo niso prišle tako, kot so prej razmišljali o njej, kasneje s pomočjo kometov in asteroidov, temveč že v prvi fazi nastanka planeta.
Na začetku je bila vročina
Ko je prišlo do kozmičnega bombardiranja, je bila temperatura znotraj sončnega sistema tako visoka, da je voda obstajala le v obliki plina. Toda mladi, neoblikovani planeti tega plina niso mogli sprejeti. Namesto tega ga je močan sončni veter ponesel v globine vesolja. Šele kasneje se je vitalna kemična spojina H20 vrnila iz zunanjega, hladnega sončnega sistema. Kdaj? In kako?
Raziskave znanstvenikov Maria Fischer-Göddeja in Thorstena Kleinea z univerze v Münsterju kažejo, da je nenavadno gibanje planeta Jupiter med prvimi milijoni let sončnega sistema vodo vrnilo na Zemljo. Ti podatki so v nasprotju s splošno razširjeno teorijo, po kateri je voda s pomočjo meteoritov in asteroidov končala na Zemlji šele v zadnji fazi nastanka Zemlje pred 4,4-3,9 milijarde leti. Njihov glavni argument je redek element rutenij.
Promocijski video:
Material ima posebne lastnosti. Gravitira k železu, siderofilnemu, kot pravijo raziskovalci, zato se je v zgodnjih fazah nastanka planeta večinoma pogreznilo v jedro, ki vsebuje železo. Toda rutenij najdemo tudi v plasteh zemeljske skorje in plašča. Idealno za Fischer-Geddeja in Kleineja, saj s tem vedo, kaj naj povedo o nedavni zgodovini Zemlje.
Tavajoči Jupiter
Kopenski rutenij ima posebno sestavo. Sestavljen je iz atomov z različnim številom nevtronov, izotopov in ima tako nekakšen kemični prstni odtis, ki bi ga ekipa lahko primerjala z rutenijem iz mladih meteoritov.
Glede na izvor meteoritov, ki so ostanki mladega sončnega sistema, se razlikuje tudi sestava njihovega rutenija. Kometi, ki vsebujejo vodo iz zunanjega sončnega sistema, imajo drugačen prstni odtis kot suhi meteoriti iz notranjega sončnega sistema. Izvor plašča iz zadnje faze nastanka Zemlje je mogoče razložiti s tem.
Rezultati Fischer-Geddejeve študije kažejo, da plašč izvira iz meteoritov iz družine kondritov enstatitov. Zdi se, da se predmeti iz zunanjega sončnega sistema, bogati z vodo, niso sesuli.
"Ker lahko izključimo, da je voda prišla na Zemljo z meteoriti, se je to zgodilo tik pred tem," pravi Torsten Kleine. Njegova raziskava utemeljuje model "Big Pivot", ki je bil vzpostavljen šele pred nekaj leti.
V skladu s tem modelom se je mladi Jupiter odnesel proti notranjemu sončnemu sistemu zaradi učinka zemeljske plinske ovojnice. Ko se je kasneje pojavil Saturn, ga je spet potegnil navzven v današnjo orbito. Medtem ko je plinski velikan na poti nazaj potiskal kamnito snov proti Soncu, je iz zunanjega sončnega sistema vrgel meteorite in vodo proti Zemlji. "To je v določenem trenutku na Zemljo prineslo veliko meteorjev, ki vsebujejo vodo," pravi Kleine. In to se je zgodilo precej zgodaj v zgodovini Zemlje.
Meteoriti brez vode so oblikovali Zemljo
Druga študija Nicholasa Daufasa s čikaške univerze je raziskovalce podprla v njihovi teoriji. Ameriški raziskovalec se je obrnil tudi na idejo o ruteniju in jo hkrati uporabil za več elementov. Vsi se pojavljajo tako na Zemlji kot v meteoritih. V nasprotju z nemškimi znanstveniki svojih predpostavk ni preizkusil na resničnih kozmičnih elementih, temveč je na podlagi razpoložljivih raziskav razvil matematični model o izvoru zemeljskega materiala. Po njej je Zemlja nastala v dveh fazah. V prvi fazi so gradbeni material tvorili nekateri z vodo bogati meteoriti iz zunanjega sončnega sistema - približno desetina takratne Zemljine mase - in hondriti, ki ne vsebujejo vode. Na drugi stopnji meteoritov, bogatih z vodo, ni bilo več, na Zemljo so bili poslani le hondriti enstatitov.
Ni podatkov o kometah
Težava je v tem, da so vsi znanstveniki preučevali samo meteorite, torej nebesna telesa, ki so padla na Zemljo. "Predvidevamo, da je razmerje izotopov rutenija manj skladno z razmerjem z Zemljo, dlje od Sonca se pojavijo kometi," pravi Kleine. "Tako izključimo zunanja nebesna telesa kot nosilce vode na zadnji stopnji izvora Zemlje." Če v nasprotju s pričakovanji obstajajo kometi zunaj sončnega sistema, ki imajo enake izotope rutenija kot Zemlja, ta model ne bo več deloval.
Za rešitev uganke vira zemeljske vode manjkajo zanesljivi podatki o takih nebesnih telesih. Zagotoviti jih je mogoče s kometnih odprav. Ker misija Evropske vesoljske agencije Rosetta še ni zagotovila dovolj podatkov, raziskovalci stavijo na prihodnje projekte. Vendar uradna odločitev o takšni misiji še ni bila sprejeta.
Tobias Landwehr