Įsivaizduokite lietų, kuris neperšlampa odos, bet pakeičia visos planetos cheminę sudėtį. Nors skamba neįtikėtinai, laboratoriniai tyrimai rodo, kad smulkios uolinės dalelės, krentančios per karštą, vandeniliu praturtintą atmosferą, galėjo suformuoti didžiąją dalį Žemės vandens planetai formuojantis.
Doktorantė Susmita Garai kartu su kolegomis Zachary Sharp ir Peter Olson iš Naujojo Meksiko universiteto ėmėsi išbandyti paprastą, bet drąsią idėją: ar geležies turinčios silikatų uolos, įkaitintos iki lydimos temperatūros ir panardintos į vandenilio aplinką, gali paversti savaime surištą deguonį vandeniu? Norėdami imituoti žiaurias ankstyvo planetų augimo sąlygas, jie įkaitino silikatų mėginius iki maždaug 1,200–1,400 °C ir laikė tokioje temperatūroje nuo 15 minučių iki trijų valandų. Kai kuriuose eksperimentuose virš lydančios uolos tekėjo vandenilis; kituose kaip kontrolė naudotas helis.
Rezultatas buvo stebėtinai greita chemija. Vandenilio sąlygomis didžioji dalis mėginiuose esančio geležies oksido buvo sumažinta iki metalinės geležies, o šalutinis produktas buvo vandens garai. Iš tiesų beveik 80 % geležies oksido virto metalu vandenilio bandymuose; helio eksperimentai neparodė panašios reakcijos. Esmė buvo ta, kad vandenilis pagrobė deguonies atomus iš geležies turinčių mineralų, palikdamas elementinę geležį ir išskirdamas H2O į aplinkinį dujų sluoksnį.
Eksperimentinė įranga, kaitinanti silikatinius uolienų mėginius.
Tai ryški scena: smulkių akmenukų lietus, pagalvokite apie grūdo dydžio uolienų fragmentus, leidžiasi per svilinančią atmosferą, netenka deguonies lydami ir tuo pačiu generuoja garus. Jei jaunėjančioji Žemė įgijo reikšmingą vandenilio apvalkalą augimo metu, tokia krentanti medžiaga būtų pateikusi būtent tinkamas sąlygas šiai chemijai vykti.
Kodėl tai svarbu aiškinant, iš kur atsirado Žemės vanduo? Daug dešimtmečių dominuojančios teorijos nurodė ledinius svečius: kometų smūgiai ar hidratuotos meteoritų dalys, atvežančios vandenį iš Saulės sistemos šaltų pakraščių. Tačiau šie paaiškinimai susiduria su sunkumais, įskaitant Žemės cheminio piršto atitikimo problemą. Smulkių akmenukų lietaus mechanizmas aplenkia kai kurias šias problemas, gamindamas vandenį vietoje akrecijos metu, be tolimojo pervežimo.
Eksperimento rezultatai. Kairėje matyti lydimos geležies lašeliai silikatų lydinyje. Dešinėje matyti kieti geležies kristalai silikatų lydinyje.
Kai tyrėjai apibendrino savo eksperimentinius rodiklius realistiškoms smulkių akmenukų akrecijos situacijoms, skaičiai tapo stulbinantys. Jų skaičiavimai rodo, kad ši redukcinė chemija galėjo tikėtina pagaminti vandens kiekius, lygius šimtams Žemės vandenynų. Tai nereiškia, kad kiekvienas vandenynas kilo iš akmenukų. Tačiau tai atveria naują kelią, galėjusį reikšmingai prisidėti prie planetos hidrosferos.
Šis darbas reiškia, kad bet kuri Žemės dydžio planeta, susiformuojanti turėdama karštą, vandeniliu praturtintą atmosferą, galėtų natūraliai susikurti savo vandenį. Ši išvada turi platesnes pasekmes: jei smulkių akmenukų akrecija ir vandenilio apvalkalai yra įprasti planetų formavime, tokių vandeniu turtingų pasaulių gali būti dažniau nei manyta.
Dirbtinio intelekto sukurta smulkių akmenukų lietaus iliustracija.
Yra ir išlygų. Smulkių akmenukų akrecijos idėja pati yra naujesnė planetų formavimosi teorijos dalis ir vis dar aktyviai aptarinėjama. Kiek akmenukų iš tiesų išgyvena praeidami per storą atmosferą? Kiek vandenilio gali sulaikyti auganti planeta ir kiek laiko? Laboratorinių reakcijų greičių perkėlimas į globalias planetų inventorizacijas reiškia daug prielaidų. Reikia papildomų eksperimentų ir modeliavimų, kad būtų nustatyta, kiek Žemės vandenynų, jei tai apskritai įmanoma, kilo per šį kelią.
Vis dėlto vaizdas įstringa atmintyje: pragariškai karštas, spindintis dangus, akmenys krintantys žemyn ir, švytėjimo fone, pirmieji garų stulpai kylantys nuo naujai gimstančio pasaulio. Tai atveria kitokią gyvybingumo perspektyvą, kurioje chemija ir formavimosi smurtas kartu sukuria vieną pažįstamiausių gyvybės ingredientų: vandenį.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.