Откуда появилась вода на нашей планете?
Не только дети, но и взрослые любят задаваться вопросом, откуда взялись окружающие их вещи, как они были созданы, когда это произошло. Взрослые знают больше детей, но не каждый из них готов ответить на вопрос, как появилась вода на планете Земля. Более того, точно ответить на него не могут даже ученые, который исследуют данный вопрос и пишут по нему научные работы.
Логически можно предположить, что вода была не всегда, значит, в какой-то момент она появилась. То же самое касается самой планеты Земля, теории происхождения воды неразрывно связаны с теориями происхождения планеты. Предположений очень много, но лишь некоторые из них признаны наукой как наиболее вероятные. В этой статье мы приведем самые правдоподобные из теорий: как вода могла появиться при горячем и холодном происхождении Земли, могла ли она появиться из космоса или из недр Земли. Также мы рассмотрим теорию расширения планеты и версию английского астрофизика Хойла.
Это самые достоверные теории о происхождении воды на Земле. Доказать это невозможно, но истинной может оказаться любая из них.
Горячее происхождение Земли
В соответствии с этой гипотезой, наша планета когда-то представляла собой огненный раскаленный шар. Она распространяла тепло в пространство и постепенно остывала. Это позволило сформироваться первородной коре и химическим элементам. В том числе и составляющим воды — кислороду и водороду.
Образовавшиеся газы заполнили пространство вокруг планеты, они непрерывно вырывались из трещин земной коры, когда та остывала. Газы тоже отставали и образовывали облака, которые полностью окутали всю планету. Плотный облачный покров остывал, в какой-то момент он стал настолько холодным, что молекулярная влага превратилась в воду. Так прошел первый дождь на Земле. Такие дожди шли долгими тысячелетиями. Они заполнили впадины рельефа, образовав моря и океаны.
Холодное происхождение Земли
В этой теории все наоборот. Изначально Земля была холодной, затем под воздействием вулканической активности начала нагреваться. Магма вырывалась из недр, она несла в себе водяные пары, часть из которых стала атмосферой, а другая часть — конденсировалась и заполнила впадины. У этого предположения есть доказанное подтверждение — на этапах раннего формирования основная вулканическая активности приходилась именно на те зоны, где сейчас расположены океаны.
По этой версии вода изначально была в первичной материи, образовавшей наш мир. И у этого тоже есть подтверждение — в метеоритах, которые прилетают из космоса, действительно содержится вода. Но ее в них слишком мало, чтобы аргумент был убедительным — не более половины процента.
Другая теория холодного происхождения
Создатели данной версии тоже считают, что изначально земной шар был холодным, а затем начал нагреваться. В определенный момент разогрева в недрах на глубине 50-70 километров образовался водяной пар. В теории там могли присутствовать водород и кислород. Температура мантии очень высокая, поэтому пар не вступал в реакцию с ней, под воздействием высочайшего давления он выжимался ближе к земной коре. Там температурный режим более низкий, поэтому вода в виде пара могла вступить во взаимодействие с минералами. Под воздействием этого процесса поверхность разрыхлялась, в ней образовывались углубления, вода их заполняла. Под давлением воды трещины становились еще больше, они доросли до размера огромных разломов и впоследствии стали древними океанами.
Это не вся роль воды в формировании современного вида планеты. Так как она была горячей, то легко растворяла в себе щелочи и кислоты. Получившийся раствор разъедал все вокруг, именно он сделал морскую воду настолько соленой, что она осталась такой до сих пор. Так проходили тысячелетия, этот водяной раствор проникал везде, куда только мог пройти. Но проникнуть в гранит ему было не по силам, поэтому он расползался в стороны у гранитных оснований материков. Гранит по своей структуре пористый, он выполнял роль фильтра — очищал воду от растворенных в ней взвесей, а потом забивался примесями и больше не пропускал жидкость.
Если это правда, то сейчас под материками на глубине 12-20 км должны быть океаны, наполненные той самой сжатой водой, наполненной металлами и солями. Не исключено, что они на самом деле есть под дном известных нам океанов. Узнать этого мы не можем, так как дно состоит из базальтовых пород, и его толщина составляет несколько километров.
Как и у других, у этой гипотезы есть подтверждение. Им стал тот факт, что на глубине 15-20 км скорость сейсмических волн существенно повышается, как раз на ней должна проходить грань между гранитом и той первобытной водой. Еще один общеизвестный факт — дрейфование материков, и он вписывается в теорию. Хоть и очень медленно, по несколько сантиметров за сотню лет, но материковые громадины движутся. Это очень перспективная теория, так как люди смогли бы добывать из этого рассола ценные элементы, он стал бы самой ценной рудой на планете.
Теория Хойла
Появилась позднее других, астрофизик из Англии выдвинул ее в 1972 году. В этой гипотезе истоком всего стало протопланетное облако. Его конденсация располагалась на разных расстояниях от Солнца, чем дальше — тем ниже температура. Ближе к солнцу вода конденсироваться не могла, там конденсировались тугоплавкие вещества, например, металлы. По расчетам Хойла, в области прохождений орбит Плутона, Нептуна и Урана температура облака становилась подходящей для конденсации водяных паров. Это объясняет водную природу данных планет, что подтверждается последними исследованиями современных ученых.
Из-за формирования планет ближе к краям системы сработало гравитационное выталкивание, вода в виде глыб льда устремилась к планетам, которые находились ближе к центру системы. Какие-то из глыб были достаточно большими, чтобы не расплавиться и не испариться под воздействием солнечной энергии. Они достигли Земли и других планет, осыпались ледяным дождем. Судя по тому, что мы знаем сейчас, на Марсе такие дожди прошли обильно, а на Венере — очень скудно. Ученый утверждает, что земные океаны могли быть сформированы из ледяных должен всего за несколько миллионов лет.
Еще одна космическая теория
Как и в предыдущем случае, предполагается, что вода пришла к нам из космоса, но другим путем. Как мы знаем, на Землю из космоса постоянно низвергается поток частиц с электрическим зарядом. Их большая часть приходится на протоны, ядра атомов водорода. Проходя через верхние слои атмосферы, протоны становятся целыми атомами, захватив электроны. После этого они могут вступить в реакцию с атмосферным кислородом. Таким образом появляются молекулы воды. Согласно теоретическим расчетам, таким образом на нашу планету может прийти до полутора тонн воды в год. Эта вода в виде осадков падает на поверхность Земли.
1,5 тонны — это очень маленькое количество в масштабах планеты. Но здесь нужно учитывать, что процесс был начат сразу после того, как сформировалась планета. А это было более четырех миллиардов лет назад, так что вполне могло накопиться нужное количество.
Гипотеза расширяющейся планеты
Установлено, что еще 250 миллионов лет назад на нашей планете был один материк, это доказано и неоспоримо. Доказательств много, самые убедительные — это то, что береговые линии разных материков подходят друг другу по форме, как детальки пазла, а также то, что геология структур на побережьях схожа. Это еще не все, флора и фауна тоже похожи. Никто не спорит, что материк был один, но в том же время почему он раскололся, тоже никому не известно. По непонятным причинам целостность материка была нарушена, его части начали расходиться в разные стороны. Ученые не могут дать ответа, что именно было движущей силой, и как может расходиться в стороны материковая глыба, которая уходит вглубь на десятки километров.
Тем не менее, они действительно плывут, про это упоминалось в другой теории. Хоть и не на много, но расстояние становится больше. Все эти факты сливаются воедино в одной из теорий, это гипотеза расширяющейся. Земли.
Авторы этой теории считают, что на какой-то стадии формирования радиус нашей планеты был вдвое меньше, чем сейчас. Вся поверхность была единым опоясывающим материком, океанов не было, как и места для них. На стыке протерозоя и мезозоя, что было от 250 до 300 миллионов лет назад, планета начала расширяться. Материк раскололся на части, между ними образовались пустоты, которые смогли наполниться водой и стать океанами.
Самая шокирующая новость не в том, что радиус планеты стал в два раза больше. После создания атомных часов ученые смогли с точностью определять широту и долготу любого объекта на Земле относительно звездного неба. И эти замеры показали, что расширение до сих пор продолжается.
Очень сильно расширяется европейский континент. Гамбург, расположенный в центре континента, остается на месте. А Москва и Санкт-Петербург, что находятся ближе к окраине уходят на восток со скоростью 1 сантиметр в год. Это очень быстро: если посчитать на 20 миллионов лет, что ничтожно по меркам геологической эпохи, то при перемещении такими же темпами может быть образован океан шириной в 4000 километров.
Как мы знаем, Вселенная состоит из водорода на 98%, представленность данного элемента в составе Земли такая же. Этот водород пришел с частицами звездной пыли, образовавшей планеты. Там был не только водород, но и атомы металлов. С этим было связано интересное взаимодействие: металл может поглощать огромные количества водорода, в тысячи раз больше собственного объема. Чем больше водорода поглотил металла, тем меньше по объему и плотнее он стал.
Таким образом, облако космической пыли уплотняется, давление внутри прото-Земли возрастает, в чем выше оно становится, тем больше водорода могут поглотить металлы. От сжатия повышается температура, происходит разогрев. Так как центральные области сжимались сильнее других, температура там повышалась сильнее. На какой-то стадии температура в земном ядре стала критической, и начался обратный процесс, теперь металлы не поглощали, а выделяли водород. Возможно, это и стало причиной расширения.
Это были шесть теорий, как появилась вода на планете Земля. На данный момент вопрос открыт, так как ни одна из гипотез не может быть доказанной. Но рано или поздно человечество узнает точный ответ.
