В течение 2011 года можно было услышать целую серию захватывающих дух историй о том, что астрономы обнаружили планеты за пределами Солнечной системы, которые вращались вокруг своих звезд на расстоянии, где существует вероятность зарождения жизни.
Такие благоприятные для жизни зоны, в пределах которых вращаются планеты, имеют температуру, которая позволяет воде оставаться в жидком состоянии, а значит, как известно, в таких условиях может зародиться жизнь.
В конце прошлого года НАСА объявило об открытии первых двух планет, по размерам соответствующим Земле, которые вращаются вокруг своей звезды. Эти сообщения последовали за новостями космической обсерватории Кеплер о том, что ученые открыли планету примерно в 2 раза больше Земли, которая вращается в «обитаемой зоне». Ученые настроили свой радиотелескоп для того, чтобы проверить, есть ли на этих планетах признаки разумной жизни.
Пока астрономы не имеют никаких фактов о физической природе этих планет и процессах, которые на них происходят. Если жидкая вода действительно существует на этих планетах, то можно предположить, что эти планеты могут быть очень похожи на Землю, хотя это тоже спорный вопрос. Как они могут предполагать, что происходит в мире, который расположен в тысяче световых лет от нас?
Океаны составляют примерно четверть процента земной массы. Еще примерно одна десятая процента воды может располагаться в мантии земли. Но если бы мы могли исследовать более глубокие пространства ближе в центру планеты, как предполагается, там могут находиться еще 50 океанов, которые содержат большое количество воды. (Именно такое поразительное предположение сделал Жюль Верн в своем известном произведении 1864 года «Путешествие к центру Земли», описав подземные океаны).
Если даже океаны под землей все же существуют, мы никогда точно не сможем установить, сколько там воды, считают ученые.
Откуда вода?
Сразу возникает вопрос, каким же образом на Земле появилось столько воды? Мы знаем, что вода есть повсюду в Солнечной системе. Эта вода может оставаться в твердом состоянии. По сравнению со скалистыми и обжигаемыми Солнцем планетами Меркурием и Венерой, которые очень сухие, Марс еще больше лишен влаги.
Геологические данные подтверждают, что океаны уже были на Земле через несколько сотен миллионов лет после образования нашей планеты 4,6 миллиарда лет назад.
Наблюдения с помощью космического телескопа «Спицер» за молодой звездой TW Hydrae показали, что протопланетарный диск содержит достаточно молекул воды, чтобы образовать 6 тысяч океанов. Звезда также имеет так называемую «снеговую линию», находящуюся за сотни миллионов миль. Такое же явление мы наблюдаем в нашей Солнечной системе.
Частицы пыли в солнечной туманности, вероятнее всего, пористые и могут содержать молекулы воды, которых достаточно для только что сформировавшейся Земли. Но остается неясным, могли ли при формировании суши запасы воды на Земле остаться неизменными.
Еще есть вероятность того, что Земля сама производила для себя воду. На раннем этапе формирования Земля была достаточно горячей, на ней бушевали океаны жидкой магмы. Кислород из магмы мог соединиться с водородом из дозвездной газовой оболочки перед тем, как рассеивался ярким светом молодого Солнца.
Если бы воду доставили на Землю кометы и астероиды, Мич предполагает, что для этого понадобилось бы 20 миллионов штук средних размеров, чтобы наполнить земные океаны. Она считает, что кометы принесли на Землю всего одну пятидесятую часть всей воды.
Компьютерная симуляция продемонстрировала то, что бы произошло в Солнечной системе, если бы внешние планеты сошли со своих орбит – этот феномен часто наблюдается с экзопланетарными системами. Наш молодой мир был бы под обстрелом несущих воду астероидов, которые бы беспорядочно падали на планету, если бы она стала пересекать свою эллиптическую орбиту.
Это могло бы объяснить то, почему на поверхности Луны и планет Солнечной системы остались следы «бомбежек» метеоритами, которые имели место около 4 миллиардов лет назад. С другой стороны, могла ли вода попасть на молодую Землю благодаря классу объектов, которые ныне уже не существуют? А также появилась ли вода раньше, позже или во время процесса формирования планеты?
Пока вопрос попадания воды на Землю остается открытым, но ученые склоняются к мнению, что вода могла иметь несколько источников: ее могли принести кометы и астероиды, содержащие воду, или она появилась благодаря газам солнечной туманности и химическим процессам на поверхности Земли.
Происхождение земной воды такой сложный вопрос, что требует от ученых разделиться на междисциплинарные группы, чтобы точно ответить, сколько же воды существует сегодня на планете, когда именно она появилась и откуда она могла быть доставлена.
Из-за того, что мы пока не знаем точно, сколько же воды на Земле, мы также не можем сказать, насколько наша планета влажная или сухая по сравнению с другими. По крайней мере, нам известно, что у нас достаточно воды, чтобы двигались и поддерживались тектонические плиты, которые приводятся в движение с помощью воды, как автомобильный двигатель движется с помощью моторного масла.
Многие механизмы и прошлое нашей планеты пока остаются загадкой, поэтому несмотря на то, что ученые открывают все новые планеты, они не могут ответить точно на вопрос, насколько они похожи на Землю или не имеют с Землей ничего общего.