Метеорит, использованный в этом исследовании, — LAR12252 — был обнаружен в Антарктиде. Фото: Программа ANSMET (ANtarctic Search for METeorites) Университета Кейс Вестерн Резерв и Университета Юты.
Группа исследователей из Оксфордского университета обнаружила важнейшие доказательства происхождения воды на Земле. Используя редкий тип метеорита, известный как энстатитовый хондрит, состав которого аналогичен составу ранней Земли (4,55 миллиарда лет назад), они нашли источник водорода, который был необходим для образования молекул воды.
Важно отметить, что они продемонстрировали, что водород, присутствующий в этом материале, является его неотъемлемой частью, а не результатом загрязнения. Это говорит о том, что материал, из которого была построена наша планета, содержал гораздо больше водорода, чем считалось ранее.
Результаты, которые подтверждают теорию о том, что формирование пригодных для жизни условий на Земле не связано с падением астероидов на Землю, были опубликованы в журнале Icarus.
Без водорода, основного элементарного компонента воды, на нашей планете не было бы условий для поддержания жизни.
Происхождение водорода и, как следствие, воды на Земле вызывает много споров. Многие считают, что необходимый водород был доставлен на Землю астероидами из космоса в течение первых примерно 100 миллионов лет существования Земли. Но эти новые открытия противоречат этому предположению и говорят о том, что у Земли был водород, необходимый для создания воды, с момента её образования.
Фотография тонкого среза образца LAR 12252 в плоскополяризованном свете с 5-кратным увеличением. Источник: NASA.
Исследовательская группа проанализировала элементный состав метеорита, известного как LAR 12252, который изначально был найден в Антарктиде. Они использовали метод элементного анализа под названием «спектроскопия рентгеновского поглощения вблизи края структуры» (XANES) на синхротроне Diamond Light Source в Харвелле, Оксфордшир.
Предыдущее исследование, проведённое французской группой учёных, изначально выявило следы водорода в метеорите в органических материалах и некристаллических частях хондр (сферических объектов размером в миллиметр внутри метеорита). Однако остальное количество водорода осталось неучтённым, то есть было неясно, был ли он изначально в метеорите или появился в результате загрязнения с Земли.
Оксфордская команда предположила, что значительное количество водорода может быть связано с большим содержанием серы в метеорите. С помощью синхротрона они направили мощный пучок рентгеновских лучей на структуру метеорита в поисках соединений, содержащих серу.
При первоначальном сканировании образца команда сосредоточила свои усилия на некристаллических частях хондр, где ранее был обнаружен водород.
Но, случайно проанализировав материал, находящийся сразу за пределами одного из этих хондр, состоящих из матрицы чрезвычайно тонкого (субмикрометрового) материала, команда обнаружила, что сама матрица невероятно богата сероводородом. На самом деле, их анализ показал, что количество водорода в матрице в пять раз превышало количество водорода в некристаллических участках.
Напротив, в других частях метеорита, где были трещины и признаки явного загрязнения с Земли (например, ржавчина), водорода было очень мало или не было совсем. Это делает крайне маловероятным то, что обнаруженные командой соединения сероводорода имеют земное происхождение.
Лабораторная фотография образца LAR 12252. Источник: NASA.
Поскольку протопланета Земля состояла из материала, похожего на энстатитовые хондриты, это позволяет предположить, что к тому времени, когда формирующаяся планета стала достаточно большой, чтобы в неё попадали астероиды, в ней накопилось достаточно водорода, чтобы объяснить современное обилие воды на Земле.
Том Барретт, аспирант факультета наук о Земле в Оксфордском университете, который руководил исследованием, сказал: «Мы были невероятно воодушевлены, когда анализ показал, что образец содержит сероводород — но не там, где мы ожидали.
«Поскольку вероятность того, что этот сероводород образовался в результате загрязнения с Земли, очень мала, это исследование предоставляет важные доказательства в поддержку теории о том, что вода на Земле является естественным продуктом нашей планеты».
Соавтор, доцент Джеймс Брайсон (факультет наук о Земле, Оксфордский университет), добавил: «Фундаментальный вопрос для учёных-планетологов заключается в том, как Земля стала выглядеть так, как сейчас.
«Теперь мы считаем, что материал, из которого состоит наша планета и который мы можем изучать с помощью этих редких метеоритов, был гораздо богаче водородом, чем мы думали раньше. Это открытие подтверждает идею о том, что образование воды на Земле было естественным процессом, а не случайностью, когда гидратированные астероиды бомбардировали нашу планету после её формирования». Пишет.