Cât de comună este apa în univers?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Apa din paharul tău este cea mai veche pe care ai văzut-o vreodată în viața ta; majoritatea moleculelor sale sunt mai vechi decât soarele însuși. A apărut la scurt timp după ce primele stele s-au aprins, iar de atunci oceanul cosmic a fost alimentat de cuptoarele lor termonucleare. Ca un cadou de la stelele antice, Pământul a primit Oceanul Mondial și planetele și sateliții învecinați - ghețari, lacuri subterane și oceane globale ale sistemului solar.

1. Big Bang

Hidrogenul este aproape la fel de vechi ca Universul însuși: atomii săi au apărut de îndată ce temperatura Universului nou-născut a scăzut atât de mult încât ar putea exista protoni și electroni. De atunci, hidrogenul este cel mai răspândit element al Universului timp de 14,5 miliarde de ani, atât ca masă, cât și ca număr de atomi. Norii de gaz, în mare parte hidrogen, umplu întreg spațiul.

În 2011, astronomii au descoperit o stea tânără, asemănătoare soarelui, în constelația Perseus, care aruncă fântâni întregi de apă.

Accelerând în câmpul magnetic puternic al stelei, moleculele de H20 cu o viteză de 80 de ori mai mare decât viteza unui glonț de mitralieră au scăpat din interiorul stelei și, răcindu-se, s-au transformat în picături de apă. Probabil, astfel de ejecții de stele tinere sunt una dintre sursele de materie, inclusiv apă, în spațiul interstelar.

2. Primele stele

Ca urmare a prăbușirii gravitaționale a norilor de hidrogen și heliu, au apărut primele stele, în interiorul cărora a început fuziunea termonucleară și s-au format noi elemente, inclusiv oxigenul.

Oxigenul și hidrogenul au dat apă; primele sale molecule s-ar fi putut forma imediat după apariția primelor stele - acum 12, 7 miliarde de ani. Sub formă de gaz foarte dispersat, umple spațiul interstelar, răcindu-l și apropiind astfel noi stele.

În 2011, astronomii au găsit cel mai mare rezervor spațial de apă. A fost descoperită în vecinătatea unei uriașe și străvechi găuri negre la 12 miliarde de ani lumină de Pământ; ar fi suficientă apă pentru a umple oceanele pământului de 140 de trilioane de ori!

Dar astronomii au fost mai interesați nu de cantitatea de apă, ci de vârsta acesteia: la urma urmei, distanța până la nor indică faptul că acesta a existat când vârsta universului era o zecime din prezent. Aceasta înseamnă că chiar și atunci apa a umplut o parte a spațiului interstelar.

3. În jurul stelelor

Apa care a fost prezentă în norul de gaz care a dat naștere stelei trece în materialul discului protoplanetar și în obiectele care se formează din acesta - planete și asteroizi. La sfârșitul vieții, cele mai masive stele explodează în supernove, lăsând în urmă nebuloase în care stele noi explodează.

Apa în sistemul solar

Oamenii de știință cred că există două rezervoare de apă pe Pământ. 1. La suprafață: abur, lichid, gheață. Oceane, mări, ghețari, râuri, lacuri, umiditate atmosferică, apă subterană, apă din celulele vii.

Origine: apa cometelor și asteroizilor care au bombardat Pământul acum 4, 1-3, 8 miliarde de ani. 2. Între hainele de sus și de jos. Apa sub formă legată în compoziția mineralelor. Origine: apă dintr-un nor protosolar de gaz interstelar sau, conform unei alte versiuni, apă dintr-o nebuloasă protosolară creată de o explozie de supernovă.

În 2011, geologii americani au descoperit într-un diamant aruncat la suprafață în timpul erupției unui vulcan brazilian, un mineral ringwoodit cu un conținut ridicat de apă.

S-a format la o adâncime de peste 600 km sub pământ, iar apa minerală a fost prezentă în magma care a dat naștere acesteia. Și în 2015, un alt grup de geologi, bazându-se pe date seismice, a ajuns la concluzia că există multă apă la această adâncime - la fel de mult ca în Oceanul Mondial la suprafață, dacă nu mai mult.

Cu toate acestea, dacă priviți mai larg, cometele și asteroizii sistemului solar și-au împrumutat apa din norul protosolar de gaz cosmic, ceea ce înseamnă că oceanele Pământului și apa împrăștiată în magmă au o singură sursă străveche.

• Marte:calote polare, cursuri sezoniere, un lac cu apă lichidă sărată cu un diametru de aproximativ 20 km la o adâncime de aproximativ 1,5 km.
• Centura de asteroizi: apa este probabil prezentă pe asteroizii din clasa C ai centurii de asteroizi, precum și pe centura Kuiper și pe grupuri mici de asteroizi (inclusiv grupul terestru) într-o formă legată. A fost confirmată prezența grupărilor hidroxil în mineralele asteroidului Bennu, ceea ce sugerează că mineralele au intrat odată în contact cu apa lichidă.
• Lunii lui Jupiter. Europa: un ocean de apă lichidă sub un strat de gheață sau gheață vâscoasă și mobilă sub un strat de gheață solidă.
• Ganimede: poate nu un ocean subglaciar, ci mai multe straturi de gheață și apă sărată.
• Callisto: ocean sub 10 kilometri de gheață.
• Lunii lui Saturn. Mimas: particularitățile rotației pot fi explicate prin existența oceanului subglaciar sau prin forma neregulată (alungită) a nucleului.
• Enceladus: grosimea gheții de la 10 la 40 km. Gheizere țâșnesc prin crăpăturile din gheață. Sub gheață este un ocean lichid sărat.
• Titan: ocean foarte sărat la 50 km sub suprafață sau gheață sărată care se extinde până la miezul stâncos al satelitului.
• Lunii lui Neptun. Triton: apă și gheață cu azot și gheizere cu azot la suprafață. Probabil că există volume mari de amoniac lichid în apă sub gheață.
• Pluton: Un ocean lichid sub azot solid, metan și oxizi de carbon ar putea explica anomaliile orbitale ale planetei pitice.