В самом начале процесса ее формирования Земля постоянно подвергалась "бомбардировкам" из космоса. А энергии от столкновений с достаточно массивными космическими телами было достаточно для того, чтобы испарить всю воду и рассеять получившийся водяной пар в окружающем космическом пространстве. Это, в свою очередь, указывает на тот факт, что молодая Земля была совершенно не похожа на тот сине-голубой "мраморный" шарик с обширными океанами и достаточно толстой атмосферой, который можно сейчас увидеть на многочисленных снимках, сделанных из космоса.
Ученые, которые занимаются изучением Земли и других планет Солнечной системы, уже очень давно задаются вопросом, откуда же взялась вся вода, которая находится сейчас в земных океанах, морях, озерах и реках? Согласно имеющейся теории, со временем темп космических "бомбардировок" поверхности Земли постоянно снижался, пока не был достигнут тот момент, когда энергии от столкновений стало недостаточно для испарения и рассеивания всей воды с поверхности планеты. И после этого все космические объекты, в составе которых находился лед, вносили свою лепту в наполнение водой земной поверхности.
Оказывается, что кандидатов на роль космических "водовозов" не так уж и много, этими объектами могут быть или кометы, или ледяные астероиды. И сейчас, благодаря данным, собраннымкосмическим аппаратом Rosetta на комете 67P, кометы Чурюмова-Герасименко (67P/Churyumov-Gerasimenko), главными кандидатами являются именно астероиды.
Исследования источников происхождения воды являются достаточно сложным делом. Но в Солнечной системе имеется один фактор, существенно облегчающий эту задачу - это концентрация дейтерия, более тяжелого изотопа водорода. В области системы, которая находится ближе к Солнцу, некоторые процессы, связанные с солнечным излучением, приводят к превращению дейтерия в обычный водород, значительно снижая концентрацию дейтерия. Возле удаленных от Солнца космических тел наоборот наблюдается повышенная концентрация тяжелого изотопа водорода, а данные, собранные несколькими космическими аппаратами, указывают на то, что между концентрацией дейтерия и удаленностью от Солнца существует практически линейная зависимость.
Количество дейтерия в воде земных океанов идеально вписывается в общую тенденцию, что, в свою очередь, указывает на то, что земная вода была получена от космических тел, находившихся неподалеку от Земли. И это указывает на астероиды как на основной источник, наполнивший Землю водой, ведь в составе комет, которые формируются на самых окраинах Солнечной системы, наблюдается повышенная концентрация дейтерия. Для справки, этот факт был полностью подтвержден исследованиями материала хвоста кометы Галлея (1P/Halley), которая была достаточно хорошо изучена при помощи нескольких космических аппаратов.
Но подобные измерения концентрации дейтерия у двух других комет, 103P/Hartley и 45P/Honda-Mrkos-Pajdusakova, "обитающих" в районе Юпитера, показали, что концентрация дейтерия в их материале практически не отличается от подобного показателя воды земных океанов. Это открытие послужило тем, что заставило ученых снова начать рассматривать кометы в качестве кандидатов на источник воды на Земле.
И недавно, исследовательский космический аппарат Rosetta Европейского космического агентства, при помощи своего высокочувствительного инструмента ROSINA получил новые данные, которые, с одной стороны, запутали ученых еще больше, а с другой стороны - внесли в это дело большую ясность. ROSINA - это массовый спектрометр, который может определить различные химические элементы по из атомной массе. Чувствительности этого инструмента вполне достаточно для того, чтобы обнаружить различие между изотопами водорода и изотопами кислорода, входящих в состав молекул воды. Более того, когда инструмент ROSINA был активирован после длительного бездействия, он смог обнаружить следы молекул воды, которые продолжали испаряться с поверхности космического аппарата спустя 10 лет пребывания последнего в космосе. Также спектрометр ROSINA зарегистрировал наличие следов реактивного топлива и небольшое количество молекул смазки, используемой в некоторых механизмах космического аппарата.
Но, как только аппарат Rosetta сблизился с кометой 67P на расстояние 100 километров, датчики инструмента ROSINA практически перестали регистрировать вышеупомянутые химические соединения, сигналы от которых ушли на уровень шумов на фоне доминирования основных сигналов от материала кометы. Получаемые данные показали, что концентрация дейтерия в материале кометы 67P в три раза превышает концентрацию в воде земных океанов. И это полностью ставит крест на идее того, что кометы могут быть источником появления воды на Земле.
Данное открытие оставляет ученых-планетологов в достаточно затруднительном положении. Вполне возможно, что среди всех комет, "населяющих" Солнечную систему, некоторая часть содержит нормальное количество дейтерия. Но некоторые из комет содержат аномально высокую концентрацию тяжелого водорода, что указывает на различное происхождение этих комет, и это является подтверждением тому, что основная часть воды была доставлена на Землю при помощи астероидов, находившихся в свое время с Землей по соседству.
Следует отметить, что данное открытие было сделано благодаря включению в работу всех инструментов аппарата задолго до того, как аппарат Rosetta добрался до кометы и послал на ее поверхность спускаемый модуль Philae. Последовавшая за этим череда не очень удачных событийпослужила причиной задержки обработки уже собранных данных, до которых у ученых миссии "дошли руки" только в последнее время.
