Откуда взялись строительные блоки первой воды Земли? Как минимум, частично, — из облака газа и пыли, кружащего вокруг молодого Солнца, свидетельствуют новые исследования.

Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Большую часть этого водорода, вероятно, принесли на Землю каменистые астероиды миллиарды лет назад. Однако новое исследование предполагает, что молодая Земля также получила водород из солнечной туманности.

«Примерно одна из каждых 100 молекул воды на Земле произошла из солнечной туманности», — пишут исследователи. В ранней Солнечной системе это облако — оставшееся после образования Солнца — содержало большие количества водорода.

Чтобы узнать происхождение воды на Земле, ученые исследовали ее химические следы, рассматривая соотношения изотопов водорода — варианты водорода с различным количеством нейтронов и, следовательно, различной атомной массой.

Соотношение нормального водорода и дейтерия — более тяжелого изотопа — в океанской воде соответствует соотношению в воде астероидов, что указывает на то, что земная вода имеет астероидные корни. Однако вода, извлеченная из внутренней части планеты, недалеко от региона, где мантия встречается с ядром, рассказывает другую историю. Согласно данным исследования, в ней соотношение дейтерия и водорода меньше по сравнению с океанской водой, что указывает на источник, отличный от астероидов.

Земля формировалась миллиарды лет назад, когда небольшие астероиды сталкивались и сливались в более крупное тело. Пока новорожденная планета обретала форму, она забирала пыль и газ из Солнечной туманности. Водород туманности тонул в расплавленной магме, стремясь к ее ядру, а водород из астероидов задерживался в том, что в итоге стало мантией.

Астероиды бомбардировали Землю и распределяли водород с более высоким соотношением дейтерия в мантии и в океанах. В то время как этот водород составляет большую часть воды планеты, ученые пришли к выводу, что некоторая вода обязана своим образованием водороду из туманности.

Более того, предполагается, что количество воды, скрытой внутри планеты, составляет около двух океанов в мантии и от четырех до пяти океанов в ядре, большая часть воды которых, вероятно, возникла из вещества солнечной туманности, сообщают ученые.

Результаты также намекают на то, что подобные процессы могут стоять за образованием воды на отдаленных экзопланетах.

Исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research: Planets.