Кубанский государственный технологический университет

У Земли нет своей воды. Найдены причины

03-02-2012
Астрофизики из Научного института космического телескопа в Балтиморе заявляют, что им удалось разгадать загадку "сухой Земли", над которой уже давно бьются ученые. Действительно, вода на нашей планете по массе занимает менее процента, да и та не "родная", а принесенная на уже готовую Землю кометами и астероидами.

Между тем, до сих пор считалось, что 4,5 миллиарда лет назад область протопланетного диска, в которой зарождалась Земля, была недостаточно теплой, чтобы лед испарялся из нее, а это значит, что она должна была формироваться из материала, богатого льдом, и в завершенном виде представлять собой водный мир.

В астрономии есть понятие "снеговой линии". Это граница, за которой вода существует только в виде льда. Сейчас эта линия находится в районе пояса астероидов между Марсом и Юпитером.

Стандартная модель формирования Земли за пределами снеговой линии

До сих пор считалось, что вначале – до рождения Земли – снеговая линия была еще дальше, но потом ограничиваемая ею зона быстро стала сжиматься. Объяснялось это тем, что первоначально протопланетный диск состоял из полностью ионизированного вещества, для которого были характерны турбулентности, нагревающие вещество диска и ускоряющие падение этого вещества на звезду. Внешние области аккреционного диска из-за этого быстро пустели, еще больше охлаждались и опускали снеговую линию, пока она не остановилась на расстоянии 0,6 а.е. – причем как раз в тот момент, когда формировалась Земля.

Поскольку астрономическая единица – это среднее расстояние от Земли до Солнца, то видно, что снеговая линия проходила ниже земной орбиты, и именно по этой причине наша планета должна была формироваться из планетезималей, переполненных льдом. Затем вещество протодиска постепенно нагревалось, потому что Солнце от падавшей на него материи становилось все более тяжелым и горячим, и снеговая линия стала удаляться в сторону Юпитера. Стало быть, по стандартной теории, мы просто обязаны жить в куда более мокром мире, полном воды от "родного" растаявшего льда.

Все эти расчеты выглядели очень убедительно, однако балтиморские теоретики Ребекка Мартин и Марио Ливио в них засомневались. Их расчеты показали, что юное Солнце было не так велико и горячо, чтобы полностью ионизировать вещество протопланетного диска, а, стало быть, и механизмы там действовали совсем другие.

Предложенная модель формирования Земли в сухой зоне

Значительная часть вещества не падала на Солнце, а скапливалась в своеобразной "мертвой зоне". По мере роста массы этого вещества над "мертвой зоной" начали действовать гравитационные силы, удерживая остальное вещество от падения на звезду, нагревая его и способствуя образованию протопланет. Следовательно, Земля изначально находилась в сухой и горячей зоне. А снеговая линия никуда не двигалась в течение всей жизни Солнца.

Ученые предупреждают, что их расчеты имеют отношение только к солнечному диску. Диски других звезд могут находиться в других условиях, и уровень их ионизации может быть совершенно друг