Перегляд вихідного коду сторінки Походження води на Землі

[[Файл:BlueMarble-2001-2002.jpg|thumb|300px|Вода покриває близько 71&nbsp;% поверхні Землі<ref>{{Cite web|url=https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/geos/xx.html#Geo|title=The World Factbook|website=www.cia.gov|accessdate=5 квітня 2017|archive-date=5 січня 2010|archive-url=https://web.archive.org/web/20100105171656/https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/geos/xx.html#Geo}}</ref>]]

'''Походження води на Землі''', або причина того, що на Землі явно більше рідкої [[Вода|води]] ніж на інших твердих планетах [[Сонячна система|Сонячної системи]], не зовсім зрозуміла. Існує численна кількість більш-менш сумісних гіпотез щодо того, як вода могла з'явитися на Земній поверхні протягом останніх [[Історія Землі|4.5 мільярдів років]] в достатній кількості аби могли утворитися [[океан]]и.

== Можливі причини походження ==

=== Позапланетне походження ===
{{Хронологія природи}}
[[Комета|Комети]], [[Транснептуновий об'єкт|транснептунові об'єкти]] або багаті на воду [[метеороїд]]и ([[Протопланета|протопланети]]) із зовнішньої частини [[Пояс астероїдів|поясу астероїдів]] проходили повз нього і зіштовхувалися з Землею і могли принести воду, що утворила світові океани. Вимірювання співвідношення [[Ізотопи|ізотопів]] [[Водень|водню]]&nbsp;— [[Дейтерій|дейтерія]] й [[Ізотопи водню|протія]] вказує, що це мали бути [[астероїд]]и, оскільки схожий відсоток домішок багатих на вуглець [[Хондрити|хондритів]] було знайдено в океанічній воді, в той час як попереднє вимірювання концентрацій ізотопів в кометах і транснептунових об'єктах досить мало збігалися з тими, що в земній воді<ref>{{Cite journal|last=Altwegg|first=K.|last2=Balsiger|first2=H.|last3=Bar-Nun|first3=A.|last4=Berthelier|first4=J. J.|last5=Bieler|first5=A.|last6=Bochsler|first6=P.|last7=Briois|first7=C.|last8=Calmonte|first8=U.|last9=Combi|first9=M.|date=2015-01-23|title=67P/Churyumov-Gerasimenko, a Jupiter family comet with a high D/H ratio|url=http://science.sciencemag.org/content/347/6220/1261952|journal=Science|language=en|volume=347|issue=6220|pages=1261952|doi=10.1126/science.1261952|issn=0036-8075|pmid=25501976}}</ref>.

Досить велика кількість [[Планетозималь|планетозималі]] нагрівалася при розпаді ізотопу алюмінію. Це могло привести до того, що вода підіймалася на поверхню.<ref>{{Cite web|url=http://phys.org/news/2014-02-earth.html#jCp|title=How Earth was watered|accessdate=2016-08-19}}</ref> Останні дослідження показують, що вода із схожим співвідношенням дейтерію і водню вже була присутня на момент формування Землі, про що свідчать древні метеорити «евкріти», які утворилися із астероїда [[4 Веста|Веста]].<ref>{{Cite journal|last=Sarafian|first=Adam R.|last2=Nielsen|first2=Sune G.|last3=Marschall|first3=Horst R.|last4=McCubbin|first4=Francis M.|last5=Monteleone|first5=Brian D.|date=2014-10-31|title=Early accretion of water in the inner solar system from a carbonaceous chondrite–like source|url=http://science.sciencemag.org/content/346/6209/623|journal=Science|language=en|volume=346|issue=6209|pages=623–626|doi=10.1126/science.1256717|issn=0036-8075|pmid=25359971}}</ref>

Те що вода на Землі з'явилася тільки лише із комет вважають неправдоподібним, оскільки результат вимірювання співвідношення ізотопів [[Дейтерій|дейтерія]] і [[Ізотопи водню|протія]] (відношення D/H) чотирьох комет [[Комета Галлея|Галлея]], [[C/1996 B2 (Хякутаке)|Хякутаке]], [[C/1995 O1 (Гейла — Боппа)|Гейла&nbsp;— Боппа]], і [[Комета Чурюмова — Герасименко|Чурюмова&nbsp;— Герасименко]], дослідником [[Девід Джуїтт|Девідом Джуїттом]], є приблизно в двічі більшим ніж в океанічній воді. Однак залишається не ясним наскільки ці комети можуть бути репрезентативні і відповідають тим що знаходяться в [[Пояс Койпера|Поясі Койпера]]. За словами Алессандро Морбіделлі,<ref>Alessandro Morbidelli et al. [[Meteoritics & Planetary Science]] 35, 2000, S. 1309—1329</ref> більша частина наявної сьогодні води на планеті походить із протопланет, які утворилися на зовнішній частині астероїдного поясу, які потрапляли до Землі, про те свідчить пропорція D/H у багатих на вуглець хондритів. Вода, що міститься в цих багатих на вуглець хондритах збігається з співвідношенням D/H в океанічній воді. Крім того, були запропоновані можливі механізми<ref>H. Genda, M. Ikoma, Origin of the Ocean on the Earth: Early Evolution of Water D/H in a Hydrogen-rich Atmosphere. Accessible at http://arxiv.org/abs/0709.2025</ref> через які співвідношення D/H в океанічній воді могло значно зрости в ході історії Землі. Така версія узгоджується з тим, що значна кількість води вже могла бути присутні на Землі на етапах її ранньої еволюції.

Недавні дослідження хімічного складу порід Місяця показують, що Земля народилася уже із присутньою на ній водою. Досліджуючи зразки місячних порід доставлених на Землю, коли відбувалися місії
Аполлон 15 і 17 встановлено, що співвідношення дейтеорію і водню збігається із співвідношенням ізотопів в вуглистих хондритах. Відношення також схоже на те, яке має вода на Землі. Отримані дані свідчать про спільне походження води на обох об'єктах. Це підтверджує теорію, що Юпітер тимчасово мігрував у внутрішню Сонячну систему, дестабілізуючи орбіти багатих на воду вуглистих хондритів. В результаті, деякі з тіл могли потрапити в середину і стати часткою матеріалу для утворення Землі і її сусідів.<ref>{{cite journal|last=Cowen|first=Ron|title=Common source for Earth and Moon water|journal=Nature|date=9 травня 2013|url=http://www.nature.com/news/common-source-for-earth-and-moon-water-1.12963 | doi = 10.1038/nature.2013.12963}}</ref> Виявлення водяної пари серед газів, які виходять із [[Церера (карликова планета)|Церери]] дозволяє отримати інформацію про вміст води і льоду в поясі астероїдів.<ref>{{cite web|title=Herschel discovers water vapour around dwarf planet Ceres|url=http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Herschel/Herschel_discovers_water_vapour_around_dwarf_planet_Ceres|work=European Space Agency|accessdate=10 лютого 2014}}</ref>

=== Власні джерела ===
Поступовий витік води, яка знаходиться в [[Гідрати|гідратних]] [[мінерал]]ах [[Гірська порода|гірських порід]] Землі могли утворити деяку частину води. Вода також могла утворитися від вулканічних процесів: водяна пара в атмосфері, яка виникла при вулканічних виверженнях могла конденсуватися і випадати дощем, повільно заповнюючи океанічні басейни Землі.<ref>http://live.huffingtonpost.com/r/highlight/scientists-discover-where-earths-water-originated/564ba93d99ec6d09c3000126?source=gravityRR&cps=gravity_5060_-7528146454370360511</ref>

== Вода в історії розвитку Землі ==
{{Хронологія життя}}
<!--{{See also|Planetary differentiation}}-->
Значна частина води містилася в матерії, з якої утворилася Земля.<ref name="source_mrk1"/><ref name="source_mrk2"/> Молекули води рухались в гравітаційному полі Землі набагато легше, коли вона була менш [[Маса|масивна]] під час її утворення. Вважається, що водень і гелій постійно витікають з атмосфериу, але відсутність більш щільних [[Благородні гази|інертних газів]] в сучасній атмосфері свідчить про те, що щось катастрофічне сталося в ранній атмосфері.

Частина молодої планети, теоретично вважається, була відірвана [[Модель ударного формування Місяця|ударом при якому утворився Місяць]], що мало спричинити плавлення однієї або двох великих площ. Сучасний склад не зовсім відповідає тому, що могло відбутися повне плавлення і є досить важко розплавити і перемішати величезні кам'янисті маси повністю.<ref>{{cite web |url=http://solarsystem.nasa.gov/scitech/display.cfm?ST_ID=446 |title=Solar System Exploration: Science & Technology: Science Features: View Feature |publisher=Solarsystem.nasa.gov |date=2004-04-26 |accessdate=2009-08-20 |archiveurl=https://www.webcitation.org/69kxiqRQz?url=http://solarsystem.nasa.gov/scitech/display.cfm?ST_ID=446 |archivedate=2012-08-08 |deadurl=yes }}</ref> Однак, деяка частка матерії повинна була випаровуватися під цим впливом, утворюючи кам'янисту-парову атмосферу довкола молодої планети. Кам'яниста-пара повинна була осідати впродовж двох тисяч років, залишаючи за собою гарячі летючі речовини, які ймовірно утворювали в результаті важку атмосферу із [[Діоксид вуглецю|діоксиду вуглецю]] із вмістом водню і [[Водяна пара|водяної пари]]. Рідкі воді океани існували незважаючи на температуру поверхні 230&nbsp;°C, завдяки атмосферному тиску важкого CO<sub>2</sub>. По мірі того як продовжувалося охолодження, [[субдукція]] і розчинення у океанській воді поглинула більшість CO<sub>2</sub> з атмосфери, але його рівень значно коливався оскільки виникли нові поверхні і проходили цикли зміни [[Мантія Землі|мантії]].<ref>{{cite web|author=N. H. Sleep|author2=K. Zahnle|author3=P. S. Neuhoff|last-author-amp=yes|url=http://www.pnas.org/cgi/content/full/98/7/3666|title=Inaugural Article: Initiation of clement surface conditions on the earliest Earth - Sleep et al. 98 (7): 3666 - Proceedings of the National Academy of Sciences|publisher=Pnas.org|date=|accessdate=2009-08-20|archive-date=2008-05-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20080511221828/http://www.pnas.org/cgi/content/full/98/7/3666}}</ref>

Вивчення мінералу [[Циркон]] показало, що рідка вода повинна була існувати ще 4.404 ± 0.008 [[Рік#SI prefix multipliers|Ga]] (мільйонів років) тому, тобто дуже рано після утворення Землі.<ref name="Wilde">{{cite journal|author=Wilde S.A., Valley J.W., Peck W.H. and Graham C.M.|year=2001|title=Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago|journal=Nature|volume=409|url=http://www.geology.wisc.edu/%7Evalley/zircons/Wilde2001Nature.pdf|doi=10.1038/35051550|pmid=11196637|issue=6817|pages=175–8}}</ref><ref>{{cite web |url=http://wwwrses.anu.edu.au/admin/index.php?p=harrison |title=ANU - Research School of Earth Sciences - ANU College of Science - Harrison |publisher=Ses.anu.edu.au |date= |accessdate=2009-08-20 |archiveurl=https://archive.today/20060621100255/http://wwwrses.anu.edu.au/admin/index.php?p=harrison |archivedate=2006-06-21 |deadurl=yes }}</ref><ref>{{cite web|url=http://info.anu.edu.au/mac/Media/Media_Releases/_2005/_November/_181105harrisoncontinents.asp |title=ANU - OVC - MEDIA - MEDIA RELEASES - 2005 - NOVEMBER - 181105HARRISONCONTINENTS |publisher=Info.anu.edu.au |date= |accessdate=2009-08-20}}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.geology.wisc.edu/%7Evalley/zircons/cool_early/cool_early_home.html |title=A Cool Early Earth |publisher=Geology.wisc.edu |date= |accessdate=2009-08-20 |archive-date=2013-06-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130616213221/http://www.geology.wisc.edu/~valley/zircons/cool_early/cool_early_home.html }}</ref> Для цього потрібна наявність атмосфери. Теорія існування [[Cool Early Earth|холодної ранньої Землі]] покриває цей період приблизно від 4.4 Ga до 4.0 Ga.

Фактично, останні дослідження цирконів (в 2008) знайдених в австралійському гайдейському камені, містить мінерали, які свідчать про існування [[Тектоніка плит|тектонічних плит]] ще 4 мільярди років тому. Якщо це дійсно так, попередні уявлення про [[Гадейський Еон|Гадейській період]] далекі від правди. Тобто, замість гарячої, розплавленої поверхні і атмосфери насиченої двоокисом вуглецю, поверхня Землі повинна була бути дуже схожою на сьогоднішню. Тектонічні плити вкривають більшу частину вуглекислого газу, тим самим усувають [[Парниковий ефект|парникові ефекти]], і приводять до того що температура поверхні набагато холодніша, дозволяє утворення твердих порід, і можливо навіть життя.<ref>{{cite news| url=https://www.nytimes.com/2008/12/02/science/02eart.html?8dpc | work=The New York Times | title=A New Picture of the Early Earth | first=Kenneth | last=Chang | date=2008-12-02 | accessdate=2010-05-20}}</ref>

== Роль живих організмів ==
Деяка вода на поверхні землі могла мати біохімічне походження, під час [[Киснева катастрофа|кисневої революції]], за допомогою [[Окисно-відновна реакція|окисно-відновних реакцій]] і [[фотосинтез]]у.<ref name="The oxygenation of the atmosphere and oceans">{{citation|title=The oxygenation of the atmosphere and oceans |url=http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/361/1470/903.full.pdf|journal=Philosophical Transactions of The Royal Society: Biological Sciences |date=29 червня 2006}}</ref>

На початку 1930-х, [[Cornelis Van Niel|Корнеліс Ван Ніль]] виявив, що сірко-залежні хемоавтотрофні бактерії ([[purple sulfur bacteria|фіолетової сіркобактерії]]) зв'язують вуглець і синтезують воду як побічний продукт при використанні [[Сірководень|сірководню]] і діоксиду вуглецю::<ref>{{cite journal|last=van Niel|first=C.B.|title=Photosynthesis of bacteria|journal=Arch. Mikrobiol.|date=1931|volume=3|issue=1}}</ref>
: CO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>S → CH<sub>2</sub>O + H<sub>2</sub>O + 2S

Декілька сучасних організмів використовують цей метод фотосинтезу, роблячи свій незначний внесок в утворенні нової води. Але в епоху ранньої Землі, що мала мало кисню і багатій на [[сірководень]], не велика але значна частка води могла утворюватися таким біохімічним способом.

== Примітки ==
{{reflist|30em|refs=

<ref name="source_mrk1">{{cite journal | title= Origin of water in the terrestrial planets | last1= Drake | first1= Michael J. | journal=Meteoritics & Planetary Science |date=April 2005 |  publisher= John Wiley & Sons | volume=40 |issue= 4 |pages= 519–527 |doi= 10.1111/j.1945-5100.2005.tb00960.x | bibcode= 2005M&PS...40..519D}}</ref>

<ref name="source_mrk2">{{cite conference | url= http://journals.cambridge.org/action/displayFulltext?type=6&fid=415222&jid=IAU&volumeId=1&issueId=S229&aid=414784&bodyId=&membershipNumber=&societyETOCSession=&fulltextType=RA&fileId=S1743921305006861  | title= Origin of water in the terrestrial planets | display-authors=1 | last1= Drake | first1= Michael J. | authorlink1= | last2= Humberto | first2= Campins | authorlink2= | conference = 229th Symposium of the International Astronomical Union |date=August 2005 | location = Búzios, Rio de Janeiro, Brazil |  publisher= Cambridge University Press | volume=1 |issue= 4 |pages= 381–394 |doi= 10.1017/S1743921305006861 | bibcode= 2006IAUS..229..381D | booktitle= Asteroids, Comets, and Meteors (IAU S229) | isbn= 978-0521852005}}</ref>
}}

== Посилання ==
* [https://web.archive.org/web/20050311220523/http://www.oceansonline.com/ocean_form.htm Dr. C's Oceans Online website] ([https://web.archive.org/web/20050311220523/http://www.oceansonline.com/ocean_form.htm archived copy])
* [http://www.universetoday.com/am/publish/comets_create_earth_oceans.html?1662004 UniverseToday]
* [http://www.nature.com/news/earth-has-water-older-than-the-sun-1.16011 Nature]

{{Вода}}

[[Категорія:Гідросфера]]
[[Категорія:Наукові проблеми]]