Ny förklaring hittat för hur vatten dök upp på jordens tidiga tid

Enligt en ny studie av forskare vid University of California, Los Angeles, vatten på planeten

kunde ha bildats som ett resultat av samspelet mellan en väterik atmosfär och magmahav. Deras resultat publicerades i tidskriften Nature.

Över i årtionden detforskare visste om bildningen av planeter, baserat på data om objekt i solsystemet. Även om det finns en stor debatt om bildandet av gasjättar som Jupiter och Saturnus, är det en allmän uppfattning att jorden och andra steniga föremål bildades av en skiva av damm och gas som omgav stjärnan i sin ungdom.

Som allt större föremålkraschade in i varandra, de små planetesimalerna som så småningom bildade jorden blev större och hetare och löstes upp i det stora magmahavet. Man tror att med tiden, när planeten svalnade, sjönk det tätaste materialet in och delade jorden i tre separata lager: en metallisk kärna, en stenig silikatmantel och en skorpa. Upptäckten av nya exoplaneter har dock nyligen inspirerat forskare att ta ett nytt tillvägagångssätt för att modellera "jordens embryonala tillstånd", skriver planetforskare.

"Upptäckten av exoplaneter har gett oss mycket meren uppfattning om hur ofta nybildade föremål omges av en atmosfär rik på molekylärt väte H2 under de första miljoner åren av deras tillväxt. Som ett resultat försvinner dessa väteskal, men lämnar "fingeravtryck" i sammansättningen av den unga planeten", förklarar författarna till studien. De utvecklade nya modeller för jordens bildning och utveckling. Målet är att förstå om vår planets distinkta kemiska signaturer kan reproduceras.

Med hjälp av en nyutvecklad modell, forskarevisade att tidigt i jordens existens kan interaktioner mellan ett hav av magma och en proto-atmosfär av molekylärt väte ha resulterat i några av planetens karakteristiska egenskaper, såsom ett överflöd av vatten och ett allmänt oxidationstillstånd.

Illustrationen visar hur vissaJordens särdrag, såsom överflöd av vatten och dess övergripande oxiderade tillstånd, är potentiellt relaterade till interaktionen mellan atmosfären av molekylärt väte och hav av magma på planetariska jordar.
Kredit: Edward Young/UCLA och Catherine Cain/Carnegie Institute of Science

Forskarna använde matematiskamodellering för att studera utbytet av material mellan atmosfärer av molekylärt väte och magmahav, analysera 25 olika föreningar och 18 typer av reaktioner – tillräckligt komplexa för att ge värdefulla insikter i den möjliga historien om jordens bildning, men enkel att helt tolka.

Som ett resultat interaktioner mellan magmahavetoch atmosfären på deras simulerade "baby" jord ledde till förflyttning av stora massor av väte in i metallkärnan, oxidation av manteln och bildandet av stora mängder vatten.

Läs mer:

Specialdiet utlöser självdestruktion av hjärncancerceller hos möss

Forskare har dechiffrerat Ptolemaios mystiska manuskript. Den gömdes under annan text

Ny bild av Hubble förbryllade forskare

Omslagsillustration:  NASA Goddard Space Flight Center