Kad je Zemlja nastala, bilo je prevruće za vodu. Ali otkud ona onda? Dvije nove studije otkrivaju kako je Jupiter odigrao ulogu.
Čovječanstvo postoji jer je došlo do prave eksplozije. I više puta. Tijekom sati rođenja Sunčevog sustava, čestice prašine prvo su stvarale male komadiće, a zatim velike asteroide. Masivna tijela neprestano su se stapala jedno s drugim i stapala u novo tijelo. Na kraju je ostalo samo nekoliko planetarnih ostataka koji su se postupno raščistili oko sunca. Tako se Zemlja pojavila prije 4,5 milijarde godina.
Ova teorija o podrijetlu Zemlje znanstveni je kompromis. Samo on ne odgovara na sva pitanja. Odakle voda na plavom planetu? Napokon, istraživači su jednoglasni u mišljenju da je, kad je Zemlja nastala, bilo prevruće za molekule vode. Postoji nekoliko teorija o njegovom podrijetlu.
Dvije relevantne studije odjednom promiču jednu od najnovijih teorija, prema kojoj je Jupiter imao vodeću ulogu. Voda i druge tekuće tvari dovedene su na Zemlju ne onako kako su ranije razmišljali o njoj, u kasnijoj fazi uz pomoć kometa i asteroida, već u prvoj fazi nastanka planeta.
U početku je bila vrućina
Kad se dogodilo kozmičko bombardiranje, temperatura unutar Sunčevog sustava bila je toliko visoka da je voda postojala samo u obliku plina. Ali mladi, neoblikovani planeti nisu mogli prihvatiti ovaj plin. Umjesto toga, snažni sunčev vjetar odnio ga je u svemirske dubine. Tek kasnije, vitalni kemijski spoj H20 vratio se iz vanjskog, hladnog Sunčevog sustava. Kada? I kako?
Istraživanje znanstvenika Maria Fischer-Göddea i Thorstena Kleinea sa Sveučilišta u Münsteru ukazuje na to da je neobično kretanje planeta Jupiter tijekom prvih milijun godina Sunčevog sustava vratilo vodu na Zemlju. Ti su podaci u suprotnosti s raširenom teorijom prema kojoj je voda uz pomoć meteorita i asteroida završila na Zemlji tek u posljednjoj fazi nastanka Zemlje prije 4,4-3,9 milijardi godina. Njihov glavni argument je rijedak element rutenij.
Promotivni video:
Materijal ima posebna svojstva. Gravitira prema željezu, siderofilnom, kako kažu istraživači, i zato je u ranim fazama nastanka planeta većim dijelom utonuo u jezgru koja sadrži željezo. Ali rutenij se također nalazi u slojevima Zemljine kore i plašta. Idealno za Fischer-Geddea i Kleinea jer na taj način znaju što reći o novijoj povijesti Zemlje.
Lutajući Jupiter
Zemaljski rutenij ima specifičan sastav. Sastoji se od atoma s različitim brojem neutrona, izotopa, i stoga posjeduje svojevrsni kemijski otisak prsta koji bi tim mogao usporediti s rutenijem iz mladih meteorita.
Ovisno o podrijetlu meteorita, koji su ostaci mladog Sunčevog sustava, razlikuje se i sastav njihovog rutenija. Kometi koji sadrže vodu iz vanjskog Sunčevog sustava imaju drugačiji otisak prsta od suhih meteorita iz unutarnjeg Sunčevog sustava. Ovime se može objasniti podrijetlo plašta iz posljednje faze nastanka Zemlje.
Rezultati Fischer-Geddeove studije ukazuju da plašt potječe od meteorita iz porodice hondrita enstatit. Predmeti bogati vodom iz vanjskog Sunčevog sustava izgleda da se nisu urušili.
"Budući da možemo isključiti da je voda na Zemlju stigla s meteoritima, to se dogodilo neposredno prije toga", kaže Torsten Kleine. Njegova istraživanja potkrepljuju model "Velikog pivota", koji je uspostavljen prije samo nekoliko godina.
U skladu s ovim modelom, mladi je Jupiter krenuo prema unutarnjem Sunčevom sustavu zbog učinka planetarne plinske ovojnice. Kad se Saturn kasnije pojavio, ponovno je izvučen prema van u današnju orbitu. Dok je plinski div na povratku gurao stjenoviti materijal prema Suncu, bacao je meteorite i vodu iz vanjskog Sunčevog sustava prema Zemlji. "Ovo je u jednom trenutku na Zemlju donijelo puno meteora koji sadrže vodu", kaže Kleine. I to se dogodilo prilično rano u povijesti Zemlje.
Meteoriti bez vode oblikovali su Zemlju
Još jedno istraživanje Nicholasa Daufasa sa Sveučilišta u Chicagu podržalo je istraživače u njihovoj teoriji. Američki se istraživač također okrenuo ideji rutenija i primijenio je istodobno na nekoliko elemenata. Svi se oni pojavljuju i na Zemlji i u meteoritima. Za razliku od njemačkih znanstvenika, on nije testirao svoje pretpostavke na stvarnim kozmičkim elementima, već je na temelju dostupnih istraživanja razvio matematički model o podrijetlu zemaljskog materijala. Prema njemu, Zemlja se pojavila u dvije faze. U prvoj fazi građevinski materijal formirali su neki vodom bogati meteoriti iz vanjskog Sunčevog sustava - oko jedne desetine tadašnje Zemljine mase - i hondriti bez vode koji sadrže enštat. U drugoj fazi više nije bilo meteorita bogatih vodom, već su na Zemlju poslani samo hondriti enstata.
Nema podataka o kometama
Problem je što su svi znanstvenici proučavali samo meteorite, odnosno nebeska tijela koja su pala na Zemlju. "Pretpostavljamo da je omjer izotopa rutenija manje konzistentan s omjerom sa Zemljom, što se više pojavljuju kometi od Sunca", kaže Kleine. "Dakle, isključujemo vanjska nebeska tijela kao nositelje vode u posljednjoj fazi pojave Zemlje." Ako, suprotno očekivanjima, postoje komete izvan Sunčevog sustava koje imaju iste izotope rutenija kao i Zemlja, ovaj model više neće funkcionirati.
Ono što nedostaje da se riješi misterija o izvoru zemaljske vode jesu pouzdani podaci o takvim nebeskim tijelima. Mogu se osigurati iz ekspedicija kometa. Budući da misija Europske svemirske agencije Rosetta još nije pružila dovoljno podataka, istraživači se klade na buduće projekte. Međutim, službena odluka o takvoj misiji još nije donesena.
Tobias Landwehr
