Articles

Co wiemy o pochodzeniu ziemskich oceanów? Czy bardziej prawdopodobne jest, że pochodzą one od lodowych komet, które uderzyły w młodą Ziemię, czy od materiału uwolnionego z międzyziemskiej aktywności wulkanicznej?

Posted on

Tobias C. Owen z Institute forAstronomy w Honolulu na Hawajach, oferuje następujący przegląd:

„To jest bardzo dobre pytanie, ponieważ nie mamy jeszcze odpowiedzi, którą wszyscy akceptują.

„Pochodzenie oceanów sięga czasów formowania się Ziemi 4. 6 miliardów lat temu, kiedy to nasza planeta formowała się poprzez nagromadzenie mniejszych obiektów, zwanych planetesimalami.Istnieją w zasadzie trzy możliwe źródła wody. Itcould have (1) separated out from the rocks that make up thebulk of the earth; (2) arrived as part of a late-accretingveneer of water-rich meteorites, similar to the carbonaceouschondrites that we see today; or (3) arrived as part of alate-accreting veneer of icy planetesimals, that is, comets.

„The composition of the ocean offers some clues as to itsorigin. Jeśli wszystkie komety zawierają ten sam rodzaj lodu wodnego, który zbadaliśmy w kometach Halleya i Hyakutake – jedynych, których cząsteczki wody udało nam się zbadać w szczegółach – to komety nie mogły dostarczyć całej wody do oceanów Ziemi. Wiemy to, ponieważ lód w kometach zawiera dwa razy więcej atomów deuteru (ciężkiego izotopu wodoru) na każdy atom zwykłego wodoru niż znajdujemy w wodzie.

„Jednocześnie wiemy, że meteoryty nie mogły dostarczyć całej wody, ponieważ wtedy atmosfera ziemska zawierałaby prawie 10 razy więcej ksenonu (gazu obojętnego) niż w rzeczywistości. Wszystkie meteoryty niosą ten nadmiar ksenonu. Nikt jeszcze nie zmierzył stężenia ksenonu w kometach, ale ostatnie eksperymenty laboratoryjne nad zatrzymywaniem gazów przez tworzący się w niskich temperaturach lód sugerują, że komety nie zawierają wysokich stężeń ksenonu. Mieszanina wody meteorytowej i kometarnej również nie zadziałałaby, ponieważ ta kombinacja nadal zawierałaby wyższe stężenie deuteru niż to, które znajduje się w oceanach.

„Stąd najlepszym modelem dla źródła oceanów w tej chwili jest kombinacja wody pochodzącej z komet i wody, która została złapana w skaliste ciało Ziemi, gdy się formowała.Ta mieszanina spełnia problem ksenonu. It also appears tosolve the deuterium problem–but only if the rocky material outnear the earth’s present orbit picked up some local water from the solar nebula (the cloud of gas and dust surrounding theyoung sun) before they accreted to form the earth. Niektóre newlaboratory studies of the sposób w jaki deuterium getsexanged between hydrogen gas and water vapor have indicatedthat the water vapor in the local region the solar nebulawould mieć wokoło the prawy (niski) proporcja deuterium tobalance the nadmiar deuterium widzieć w comets.

„The punkt podkreślać tutaj być że to być model, workinghypothesis który musieć rygorystyczny testować wiele dodatkowymeasurements. Musimy zbadać więcej komet. Musimy również dowiedzieć się więcej o wodzie na Marsie, gdzie mamy kolejną szansę na zbadanie źródeł opisanych powyżej. Na Ziemi tektonika płyt spowodowała znaczne wymieszanie wody oceanicznej z materiałem z wnętrza planety; takie zanieczyszczenie prawdopodobnie nie wystąpiło na Marsie, gdzie tektonika płyt nie wydaje się występować. Te badania (i inne powiązane) są obecnie w toku. Jest to aktywny obszar badań!”

James C.G. Walker z Uniwersytetu Michigan potwierdza tę konkluzję, dodając swoją perspektywę:

„Najlepszym aktualnym poglądem jest to, że lotne substancje (pierwiastki i związki, w tym woda, które parują w niskich temperaturach) zostały uwolnione z fazy stałej podczas akrecji Ziemi. Thus,the earth and its oceans and atmosphere grew together.

„During accretion, the kinetic energy of the collidingplanetesimals was converted into thermal energy, so the earth grew extremelyhot as it came together. Materiał tworzący Ziemię był prawdopodobnie zbyt gorący, aby lód mógł być głównym nośnikiem wody. Większość wody była prawdopodobnie obecna pierwotnie jako woda uwięziona w minerałach ilastych lub jako oddzielny wodór (węglowodory) i tlen (w tlenkach żelaza), a nie jako lód.

„Od końca okresu akrecji, ponad cztery miliardy lat temu, istnieje ciągła wymiana lotnych materiałów – w tym wody – między powierzchnią ziemi a wnętrzem planety (to jest między skorupą a płaszczem). Wulkany uwalniają wodę i dwutlenek węgla do atmosfery i oceanu. Subdukcja osadów bogatych w substancje lotne odbywa się w głębokich rowach oceanicznych. Zatapianie się skorupy oceanicznej w strefach subdukcji przenosi wodę i dwutlenek węgla z powrotem do płaszcza. Wszystkie te procesy można dziś zaobserwować w pracy.

„W skrócie, lodowy materiał kometarny prawdopodobnie nie był ważny w dostarczaniu wody do ziemskich oceanów, ale wiedza na ten temat jest niewielka.

„.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *