Новости химической науки > Откуда на Землю пришла вода?

Исследователи, определившие соотношение изотопов водорода в метеоритах, говорят о необходимости пересмотра моделей, описывающих появление таких легких элементов, как водород и азот, на молодой Земле. Результаты исследования заставляют в очередной раз поднять вопрос о том, откуда на Земле появилась вода, и как началась жизнь.

До настоящего времени в рамках моделей эволюции ранней Земли так и остается открытым вопрос – как такие легкие элементы, как водород, азот и углерод появились на Земле – ведь их появление является ключевым фактором для появления воды и происхождения жизни.

В качестве двух основных кандидатов на роль источника этих элементов – это астероиды внутреннего астероидного пояса, располагающегося между орбитами Марса и Юпитера и кометы, появляющиеся в околоземном пространстве, приходя из удаленных холодных окраин Солнечной системы. В соответствие с существующими моделями на каком-то этапе эволюции Солнечной системы гравитационное взаимодействие Сатурна и Юпитера привело к тому, что кометоподобный материал из внешних областей Солнечной системы попал в область, в которой в настоящее время располагается астероидный пояс, в результате чего Земля подверглась кометной бомбардировке и обзавелась атмосферой и запасами воды, однако появление большого количества комет в околоземном пространстве ставится некоторыми астрономами под сомнение.

Вода могла быть доставлена на Землю астероидами. (Фото: ©: iStockPhoto)

Результаты нового исследования, проведенного Конелом Александром (Conel Alexander) позволяют говорить о том, что сделан новый шаг в решении загадки об эволюции Солнечной системы. Исследователи сравнили соотношение содержания различных изотопов водорода в метеоритах-хондритах – древних фрагментов астероидов с соотношением изотопов водорода в кометном веществе.

В холодных областях внешней Солнечной системы – колыбели комет, крайне низкая температура приводит к тому, что замерзшая вода кометного вещества содержит большее количество дейтерия, чем образцы водорода из более «теплых» космических регионов. Александр поясняет, что качественный анализ комет может быть проведен дистанционно – с помощью ИК-спектроскопии, а в метеоритах – анализируя состав гидратированных силикатов, входящих в состав хондритов.

Исследователи проанализировали соотношение H/D в 86 метеоритах, показав, что в них содержится меньше дейтерия, чем в кометном веществе, что позволяет вычеркнуть кометы из потенциальных кандидатов-источников воды, но оставить в этом качестве астероиды. Исследователи также проанализировали соотношение различных изотопов азота в ходритах. Было обнаружено, что изотопный состав определенного типа хондритов – хондритов CI по водороду и азоту очень близок к изотопному составу этих элементов в земной коре, что позволяет предположить, что основным источником легких элементов для Земли были метеориты-хондриты и астероиды.

Филип Блан (Philip Bland) из Университета Куртин (Австралия) отмечает, что работа Александра представляет собой элегантную работу, которая вносит значительный вклад в решение старого вопроса – откуда на Земле появилась вода и органические вещества. По его словам, работа позволяет устранить ряд противоречий из существующих динамических моделей ранней Солнечной системы.

Источник: Science, 2012, DOI: 10.1126/science.1223474

метки статьи: #аналитическая химия, #космохимия, #химическая эволюция