Studija u Nature Communications pokazuje da jezgro Zemlje može sadržati od 9 do 45 zapremina današnjih okeana vodonika, najčešće vezanog u gvožđevim jedinjenjima. To otvara mogućnost da su značajne rezerve vodonika (i vode) poreklom iz unutrašnjosti planete, a ne nužno usled udaraca kometa. Autori su koristili eksperimente pri visokim pritiscima kako bi procenili stabilnost gvožđevih faza bogatih vodonikom, a nalaz ima važne implikacije za razumevanje ranih uslova koji su omogućili nastanak života.
U jezgru Zemlje može biti skriveno 9–45 „okeana“ vodonika — šta to znači za poreklo vode
(Credit: Fotograzia/Getty Images)
Studija objavljena u Nature Communications sugeriše da jezgro Zemlje može da sadrži velike količine vodonika — procene se kreću između devet i 45 zapremina današnjih okeana, pri čemu je većina tog vodonika vezana u obliku gvožđevih jedinjenja.
Zašto je to važno?
Ako se podaci potvrde, mogli bismo da preispitamo neke od dugo prihvaćenih teorija o poreklu Zemljine vode. Umesto da su okeani došli uglavnom udarima kometa ili drugih telesa sa spoljnog Svemira, značajan deo vodonika (a time i vode) mogao bi poticati iz same Zemlje — iz unutrašnjih rezervoara koji su bili prisutni još u ranoj fazi formiranja planete.
Osnovna hemija i geološki kontekst
Hemijski: formiranje vode iz gasova opisuje reakcija 2H2 + O2 → 2 H2O — takvi gasovi spontano teže ka nižem energetskom stanju spajanjem u vodu. Međutim, na ranozemaljskoj površini kiseonik uglavnom nije bio dostupan kao slobodan gas već vezan u mineralima (silikati, oksidi), pa direktna reakcija slobodnog vodonika sa O2 verovatno nije obezbeđivala količine neophodne za formiranje ogromnih okeana.
Illustration of material blasting out of Earth's core
Realniji scenario je sledeći: minerali koji sadrže i vodonik i kiseonik mogu da se dehidriraju pri visokim temperaturama i pritiscima, oslobađajući vodu. Na veoma aktivnoj, vulkanski insistiranoj ranoj Zemlji, takva dehidratacija i vulkansko izduvavanje vodene pare mogli su predstavljati glavni izvor površinske vode.
Kako su istraživači došli do ovih procena?
Vodonik je tehnički težak za kvantifikaciju jer je vrlo mali i lako se „sakriva“ u mineralnim strukturama. Tim je eksperimentisao sa različitim gvožđevim jedinjenjima pod uslovima visokog pritiska i temperature koji odgovaraju onome u Zemljinom jezgru. Na osnovu stabilnosti, gustine i drugih svojstava tih faza pri ekstremnim uslovima, autori su zaključili koje kombinacije mogu da sadrže velike količine vodonika.
Implikacije za nastanak života
Jedan od ključnih preduslova za abiogenezu — pojava prvih životnih oblika — bila je dostupnost tečne vode. Ako je Zemlja imala značajne unutrašnje rezerve vodonika od samog početka, to olakšava scenarije u kojima vulkansko izduvavanje i geokemijske reakcije dovode do ranih okeana koji su omogućili nastanak prvih protoćelija.
Zaključak: Ova studija ne dokazuje konačno poreklo cele Zemljine vode, ali značajno proširuje mogućnost da je veliki deo vodonika (i samim tim vode) već bio prisutan u unutrašnjosti planete i da je tek kroz geološke procese dospeo na površinu.
Napomena: Potvrda ovih rezultata zahtevaće dodatne laboratorijske radove, geofizička merenja i sintezu sa podacima iz meteoritike i modela formiranja planeta.
Pomozite nam da budemo bolji.
