Jak powszechna jest woda we wszechświecie?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Woda w twojej szklance jest najstarszą, jaką kiedykolwiek widziałeś w swoim życiu; większość jego cząsteczek jest starsza niż samo słońce. Pojawił się wkrótce po tym, jak zaświeciły się pierwsze gwiazdy i od tego czasu kosmiczny ocean jest zasilany przez ich termojądrowe piece. W prezencie od starożytnych gwiazd Ziemia otrzymała Ocean Świata, a sąsiednie planety i satelity - lodowce, podziemne jeziora i globalne oceany Układu Słonecznego.

1. Wielki Wybuch

Wodór jest prawie tak stary jak sam Wszechświat: jego atomy pojawiły się, gdy tylko temperatura nowo narodzonego Wszechświata spadła tak bardzo, że mogły istnieć protony i elektrony. Od tego czasu wodór jest od 14,5 miliarda lat najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem we Wszechświecie, zarówno pod względem masy, jak i liczby atomów. Całą przestrzeń wypełniają chmury gazu, głównie wodoru.

W 2011 roku astronomowie odkryli w konstelacji Perseusza młodą, podobną do Słońca gwiazdę, wyrzucającą całe fontanny wody.

Przyspieszając w potężnym polu magnetycznym gwiazdy, molekuły H20 z prędkością 80 razy większą niż prędkość pocisku karabinu maszynowego wydostały się z wnętrza gwiazdy i schładzając zamieniły się w kropelki wody. Prawdopodobnie takie wyrzuty młodych gwiazd są jednym ze źródeł materii, w tym wody, w przestrzeni międzygwiazdowej.

2. Pierwsze gwiazdki

W wyniku grawitacyjnego zapadania się obłoków wodoru i helu pojawiły się pierwsze gwiazdy, wewnątrz których rozpoczęła się fuzja termojądrowa i powstały nowe pierwiastki, w tym tlen.

Tlen i wodór dały wodę; jego pierwsze cząsteczki mogły powstać natychmiast po pojawieniu się pierwszych gwiazd - 12, 7 miliardów lat temu. W postaci silnie rozproszonego gazu wypełnia przestrzeń międzygwiazdową, ochładzając ją i tym samym przybliżając nowe gwiazdy.

W 2011 roku astronomowie odkryli największy kosmiczny zbiornik wodny. Został odkryty w pobliżu ogromnej i pradawnej czarnej dziury 12 miliardów lat świetlnych od Ziemi; wystarczyłoby wody, by napełnić oceany Ziemi 140 bilionów razy!

Ale astronomów bardziej interesowała nie ilość wody, ale jej wiek: w końcu odległość do chmury wskazuje, że istniała ona, gdy wiek wszechświata wynosił jedną dziesiątą obecnego. Oznacza to, że nawet wtedy woda wypełniała część przestrzeni międzygwiazdowej.

3. Wokół gwiazd

Woda, która była obecna w obłoku gazu, z którego narodziła się gwiazda, przechodzi do materii dysku protoplanetarnego i obiektów z niego tworzących - planet i asteroid. Pod koniec swojego życia najbardziej masywne gwiazdy wybuchają w supernowe, pozostawiając mgławice, w których wybuchają nowe gwiazdy.

Woda w układzie słonecznym

Naukowcy uważają, że na Ziemi istnieją dwa zbiorniki na wodę. 1. Na powierzchni: para, ciecz, lód. Oceany, morza, lodowce, rzeki, jeziora, wilgoć atmosferyczna, wody gruntowe, woda w żywych komórkach.

Pochodzenie: woda komet i asteroid, które zbombardowały Ziemię 4, 1-3, 8 miliardów lat temu. 2. Między górną a dolną szatą. Woda w postaci związanej w składzie minerałów. Pochodzenie: woda z protosolarnego obłoku gazu międzygwiazdowego lub, według innej wersji, woda z protosolarnej mgławicy powstałej w wyniku wybuchu supernowej.

W 2011 roku amerykańscy geolodzy odkryli w diamencie wyrzuconym na powierzchnię podczas erupcji brazylijskiego wulkanu minerał ringwoodytu o dużej zawartości wody.

Powstał na głębokości ponad 600 km pod ziemią, a woda mineralna była obecna w magmie, która go dała. A w 2015 roku inna grupa geologów, opierając się na danych sejsmicznych, doszła do wniosku, że na tej głębokości jest dużo wody – tyle, ile na powierzchni Oceanu Światowego, jeśli nie więcej.

Jeśli jednak spojrzeć szerzej, komety i asteroidy Układu Słonecznego pożyczyły swoją wodę z protosolarnego obłoku kosmicznego gazu, co oznacza, że oceany Ziemi i woda rozproszona w magmie mają jedno pradawne źródło.

• Mars:polarne czapy lodowe, strumienie sezonowe, jezioro słonej wody w stanie ciekłym o średnicy ok. 20 km na głębokości ok. 1,5 km.
• Pas asteroid: woda jest prawdopodobnie obecna na asteroidach klasy C w pasie asteroid, a także w pasie Kuipera i małych grupach asteroid (w tym w grupie ziemskiej) w postaci związanej. Potwierdzono obecność grup hydroksylowych w minerałach asteroidy Bennu, co sugeruje, że minerały te miały kiedyś kontakt z ciekłą wodą.
• Księżyce Jowisza. Europa: ocean płynnej wody pod warstwą lodu lub lepki i ruchomy lód pod warstwą lodu stałego.
• Ganimedes: może nie jeden ocean subglacjalny, ale kilka warstw lodu i słonej wody.
• Kallisto: ocean pod 10 kilometrami lodu.
• Księżyce Saturna. Mimas: osobliwości rotacji można wytłumaczyć istnieniem oceanu subglacjalnego lub nieregularnym (wydłużonym) kształtem jądra.
• Enceladus: grubość lodu od 10 do 40 km. Przez szczeliny w lodzie tryskają gejzery. Pod lodem znajduje się słony, płynny ocean.
• Tytan: bardzo słony ocean 50 km pod powierzchnią lub słony lód sięgający do skalistego jądra satelity.
• Księżyce Neptuna. Tryton: Wodno-azotowe gejzery lodowe i azotowe na powierzchni. W wodzie pod lodem prawdopodobnie znajdują się duże ilości ciekłego amoniaku.
• Pluton: Ciekły ocean pod stałym tlenkiem azotu, metanu i węgla może wyjaśnić anomalie orbitalne planety karłowatej.