Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Kdy se na Zemi objevila voda? Možná už před vznikem Měsíce

Kdy se na Zemi objevila voda? Možná už před vznikem Měsíce

Umělecké ztvárnění kolize, která vedla ke vzniku Měsíce
Autor: NASA/JPL-Caltech

Až do doby zhruba před deseti roky se astronomové domnívali, že mají docela dobrou představu o tom, jak Země začala společnou existenci s Měsícem. Avšak pozdější a mnohem přesnější měření všechno změnila a vědci se stále potýkají s vyřešením tohoto problému. Jako součást nové práce vědecký tým, jehož členem byl i kosmochemik Nicolas Dauphas z University of Chicago, uskutečnil doposud největší výzkum izotopů kyslíku v měsíčních horninách a objevil malé, ale měřitelné, rozdíly ve složení Měsíce a Země.

V článku publikovaném 28. 3. 2018 v časopise Science Advances vědci navrhují, že Země získala většinu své vody v průběhu hlavní etapy svého růstu, ještě před obří kolizí s protoplanetou velikosti Marsu – což ale odporuje dosavadní teorii.

Převažující teorie týkající se původu Měsíce je založena na úvaze, že protoplaneta velikosti Marsu narazila do vznikající Země, čímž došlo k vyvržení materiálu z obou těles, který se poměrně brzy spojil a vytvořil souputníka naší planety. Mnoho teorií se týká toho, jak se voda objevila na Zemi a předpokládá, že její většina zde byla dopravena při srážkách s asteroidy a kometami v pozdější době. V této nové práci vědci představili důkazy podporující všeobecně přijímanou teorii, které se s ní ale zcela neshodují ve všech ohledech.

Země získala pouze nepatrnou část měsíční horniny a Měsíc naopak obdržel více hmoty ze Země, avšak hlavně se ve skutečnosti jednalo o velmi podobná tělesa, neboť impaktor vznikl ze stejného materiálu jako Země, téměř ve stejné vzdálenosti od Slunce. Dřívější měření – z nichž mnoho uskutečnil geochemik Robert Clayton z University of Chicago – neměly dostačující přesnost k odlišení Země od Měsíce.

Avšak v uplynulém desetiletí – vysvětluje Nicolas Dauphas – se stalo jasné, že tento obraz není zcela správný. Chemické prvky se mohou vyskytovat v různém uspořádání (jedná se o tzv. izotopy), a ty poskytly vědcům klíč k určení původu horniny. Jak se metody měření izotopů zlepšovaly, vědci objevili zarážející podobnosti mezi Měsícem a Zemí. Jednalo se především o problém pro převládající teorii vzniku Měsíce, protože velmi nepravděpodobné izotopy byly přesně totožné pro dva náhodné objekty ve Sluneční soustavě.

Původně se soudilo, že většinu vody dopravily na Zemi meteority Autor: Nicolas Dauphas
Původně se soudilo, že většinu vody dopravily na Zemi meteority
Autor: Nicolas Dauphas
Jednou z teorií vysvětlujících odpovídající izotopy byla představa, ve které se proto-Země zcela vypařila v důsledku jednoho či více obřích impaktů a Země i Měsíc se zformovaly z vytvořeného oblaku. Avšak jedna z hlavních nejasností je, že vědci dospěli k odlišným závěrům o tom, že v lunárních a pozemských horninách se nacházejí různé izotopy kyslíku. Při hledání jasného východiska vědci měřili izotopy kyslíku v lunárních i pozemských horninách s nebývale vysokou přesností. Zjistili velmi malé, avšak detekovatelné rozdíly mezi izotopy.

Všeobecně přijímaná teorie je, že Země oplývala hojností vody až v období po velkém impaktu, kdy velký počet těles obsahujících vodu narážel do zemského povrchu v podobě meteoritů. Voda se zde tedy objevila až po tom, co Země zcela dokončila svůj růst. Avšak pokud většina pozemské vody byla doručena na povrch naší planety při pozdějších dopadech meteoritů, mělo by se to ukázat jako větší rozdíl izotopů kyslíku, než jaký vědci naměřili – protože vodonosné meteority obsahují různorodou směsicí izotopů kyslíku.

Vědci informují, že izotopy kyslíku v měsíčních a pozemských horninách však jsou pozoruhodně podobné – zjistili pouze 3 až 4 ppm (parts per million = milióntina celku) rozdílu mezi nimi. Tento objev podporuje teorii, že se Měsíc zrodil z materiálu vyvrženého ze Země v důsledku kolize s velkou protoplanetou. Avšak je v protikladu k představě, že voda byla dopravena na Zemi kometami a asteroidy, protože pokud by pocházela z těchto zdrojů, její izotopové složení by bylo odlišné od tohoto zjištění v měsíčních horninách. Tudíž většina vody, která byla přítomna na proto-Zemi zřejmě přežila zmiňovaný velký impakt, což naznačuje, že nemohla vzniknout někde jinde. Z publikovaného modelu vyplývá, že pouhých 5 až 30 % veškeré vody na Zemi bylo na její povrch dopraveno při dopadech meteoritů v období po obří kolizi.

Otázka, jak planety získaly vodu, je zajímavá z mnoha důvodů včetně výzkumu vzdálených exoplanet, které mohou mít vodu na svém povrchu – a tedy i podobný typ života.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] scitechdaily.com
[2] phys.org

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí



O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.

Štítky: Izotopy kyslíku, Původ vody na Zemi, Srážka Země s asteroidem, Vznik Měsíce


42. vesmírný týden 2019

42. vesmírný týden 2019

Přehled událostí na obloze od 14. 10. do 20. 10. 2019. Měsíc je ve fázi mezi úplňkem a poslední čtvrtí. Večer je nízko nad jihozápadem Jupiter a u jihu Saturn a na ranní obloze se pomalu objeví Mars. Aktivita Slunce je velmi nízká. Zemřel první člověk ve volném kosmu, Alexej Leonov. Na ISS pokračuje série výstupů do volného kosmu, nyní kvůli výměně baterií. Družice ICON se po dvou letech dočkala vypuštění. Před 30 lety byla vypuštěna k Jupiteru sonda Galileo.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Corona Australis

Titul Česká astrofotografie měsíce za srpen 2019 obdržel snímek „Corona Australis“, jehož autorem je Pavel Pech   Corona Australis, tedy souhvězdí Jižní Koruna. Jméno jak ze starověkého atlasu nebes. A ono téměř ano. Historie jména tohoto poměrně nevýrazného souhvězdí je opravdu

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Měsíc a letoun

Měíc a letoun

Další informace »