Woda, woda wszędzie… Starożytni marynarze z Coleridge byli nękani przez brak wody, podczas gdy otaczali je morze, a podczas gdy 70% powierzchni Ziemi jest rzeczywiście pokryte wodą (z czego 96% to słona woda, a więc kropla do picia), naprawdę nie aż tak bardzo - nie w porównaniu z całą masą planety. Mniej niż 1% Ziemi to woda, co dla naukowców wydaje się dziwne, ponieważ w oparciu o konwencjonalne modele powstawania Układu Słonecznego powinno być dużo więcej woda dostępna w ziemskiej szyi lasu, gdy się zbliżała. Tak więc pytanie się kręci: dlaczego Ziemia jest tak sucha?
Według nowego badania przeprowadzonego przez Space Telescope Science Institute w Baltimore, MD, odpowiedź może leżeć na śniegu.
The linia śniegu, byc dokładnym. Region w układzie planetarnym, powyżej którego temperatury są wystarczająco niskie, aby istniał lód wodny, linia śniegu w naszym Układzie Słonecznym znajduje się obecnie pośrodku głównego pasa planetoid, między orbitami Marsa i Jowisza. W oparciu o konwencjonalne modele rozwoju Układu Słonecznego granica ta znajdowała się bliżej Słońca, 4,5 miliarda lat temu. Ale gdyby tak rzeczywiście było, Ziemia powinna zgromadzić znacznie więcej lodu (a zatem i wody) podczas tworzenia, stając się prawdziwym „wodnym światem” o masie wody do 40 procent… zamiast zaledwie jednego.
Jak widzimy dzisiaj, tak nie było.
“P.lampiony takie jak Uran i Neptun, które powstały poza linią śniegu, składają się z dziesiątek procent wody. Ale Ziemia nie ma dużo wody, a to zawsze była zagadka ”.
- Rebecca Martin, Space Telescope Science Institute
W badaniu przeprowadzonym przez astrofizyków Rebeccę Martin i Mario Livio z Space Telescope Science Institute ponownie przyjrzeli się, jak ewoluowała linia śniegu w naszym Układzie Słonecznym, i odkryli, że w ich modelach Ziemia była nigdy wewnątrz linii. Zamiast tego pozostawał w cieplejszym, suchszym regionie wewnątrz linii śniegu i z dala od lodu.
„W przeciwieństwie do standardowego modelu dysku akrecyjnego, linia śniegu w naszej analizie nigdy nie migruje na orbitę Ziemi”, powiedział Livio. „Zamiast tego pozostaje dalej od Słońca niż orbita Ziemi, co wyjaśnia, dlaczego nasza Ziemia jest suchą planetą. W rzeczywistości nasz model przewiduje, że inne najbardziej wewnętrzne planety, Merkury, Wenus i Mars, są również względnie suche. ”
Przeczytaj: Ponowne przemyślenie źródła wody na Ziemi
Standardowy model stwierdza, że we wczesnych dniach powstawania dysku protoplanetarnego zjonizowany materiał w nim stopniowo opada w kierunku gwiazdy, przyciągając lodowy, burzliwy obszar linii śniegu do wewnątrz. Ale ten model zależy od energii niezwykle gorącej gwiazdy całkowicie jonizującej dysk - energii, której młoda gwiazda, taka jak nasze Słońce, po prostu nie miała.
„Powiedzieliśmy, poczekaj chwilę, dyski wokół młodych gwiazd nie są w pełni zjonizowane”, powiedział Livio. „Nie są to standardowe dyski, ponieważ po prostu nie ma wystarczającej ilości ciepła i promieniowania, aby zjonizować dysk”.
„Astrofizycy już od dawna wiedzą, że dyski wokół młodych obiektów gwiezdnych NIE są standardowymi dyskami akrecyjnymi (mianowicie tymi, które są zjonizowane i turbulentne przez cały czas)”, dodał dr Livio w e-mailu do czasopisma Space Magazine. „Modele dysków ze strefami martwymi są budowane przez wiele osób od wielu lat. Jednak z jakiegoś powodu w obliczeniach ewolucji linii śniegu w dużej mierze nadal stosowano standardowe modele dysków ”.
Bez w pełni zjonizowanego dysku materiał nie jest wciągany do wewnątrz. Zamiast tego okrąża gwiazdę, skraplając gaz i pył do „martwej strefy”, która blokuje zbliżanie się odległego materiału. Grawitacja kompresuje materiał strefy martwej, który nagrzewa się i wysusza wszelkie lody, które istnieją bezpośrednio poza nim. Na podstawie badań zespołu to właśnie w tym suchym regionie utworzyła się Ziemia.
Reszta, jak mówią, to woda pod mostem.
Wyniki zespołu zostały zaakceptowane do publikacji w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Przeczytaj wersję na stronie z wiadomościami Hubble'a tutaj i zobacz pełny artykuł tutaj.
Zdjęcie wiodące: Ziemia widziana przez statek kosmiczny MESSENGER, zanim opuścił Merkurego w 2004 r. NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington. Obraz modelu dysku: NASA, ESA i A. Feild (STScI). Obraz objętości wody na ziemi: Howard Perlman, USGS; ilustracja globu autorstwa Jacka Cooka, Woods Hole Oceanographic Institution (©); Adam Nieman.
