Mokslininkai paaiškino, kaip Žemėje atsirado vandenynai

Manoma, kad senovėje egzistavo mineralas, kurio irimo metu susidarė vanduo

VILNIUS, sausio 29 — Sputnik. Kinijos ir Rusijos mokslininkai daro prielaidą apie mineralinį vandeninį magnio silikatą, kuris teoriškai galėjo egzistuoti aukšto slėgio sąlygomis ankstyvojoje Žemėje.

Po Žemės branduolio atsiskyrimo ir slėgio kritimo mantijoje, šis mineralas, pasak autorių, suyra išskirdamas didelį kiekį vandens, dėl kurio atsirado vandenynai. Tyrimo rezultatai skelbiami žurnale "Physical Review Letters".

Vandens kilmė Žemėje yra sena mokslinė paslaptis. Jo šaltiniu mokslininkai paprastai laiko vandens turinčius mineralus, kurių šiandien yra žemės gelmėse. Tačiau gana tikėtina, kad ankstyvaisiais Žemės geologinės istorijos tarpsniais, kai dar vyko jos materijos dalijimasis į branduolį ir mantiją, temperatūra ir slėgis buvo daug aukštesni.

Kinijos mokslininkai, vadovaujami Xiao Dongo iš Nankai universiteto ir Artiomo Oganovo iš "Skoltech", kompiuteriniu modeliavimu numatė Mg2SiO5H2 junginio egzistavimą ankstyvojoje Žemėje, kuris yra stabilus esant aukštam slėgiui ir temperatūrai. Teoriškai tokiame minerale – magnio hidrosilikate, autorių skaičiavimais, vandens galėtų būti apie 11 masės procentų.

"Ankstyvoji Žemė dėl aukštos temperatūros ir nuolatinio asteroidų kritimo neteko vandens bent jau viršutiniuose šimtuose kilometrų. Atsiradus branduoliui (maždaug 30 mln. metų po Žemės susiformavimo), silikatiniai mineralai buvo priversti patekti į žemesnio slėgio erdvę, kur Mg2SiO5H2 yra nestabilus ir turėjo suirti į vandenį ir MgSiO3 + MgO mišinį", – savo Facebook puslapyje rašo Artiomas Oganovas.

Vandens atsiradimas Žemėje dėl vandens mineralų, kurie iš pradžių egzistavo jos gelmėse, skilimo yra viena iš vandenynų kilmės hipotezių, alternatyva "kometos" hipotezei, leidžiančiai manyti, kad vanduo pateko į mūsų planetą dėl kometos kritimo.

Tačiau deuterio ir vandenilio santykis vandenynuose yra kitoks nei kometose. Be to, kometos kritimo laikotarpiu Žemės paviršius buvo toks karštas, kad bet koks skystas vanduo, patekęs iš išorės, tuoj pat išgaruodavo. Pastaruoju metu vis daugiau įrodymų rodo, kad dideliuose vandens kiekiuose savo kristalinėje struktūroje gali būti pirminių Žemės mineralų.

Problema yra tik nustatyti, kokie buvo šie mineralai. Giliai planetos gelmėse slėgis siekia šimtus gigapaskalių, o tai milijonus kartų viršija atmosferos slėgį ir tūkstančius laipsnių Kelvino. Laboratorijoje tokias sąlygas atkurti labai sunku. Mokslininkai tam naudoja skaitmeninio modeliavimo metodus.

Tyrimo autoriai sukūrė algoritmą, kuris, remiantis atominių ir molekulinių ingredientų rinkiniu, leidžia numatyti stabilias kristalų struktūras.

"Supratome, kad ankstyvojoje Žemėje viskas buvo labai kitaip ir silikatai egzistavo iki pat planetos centro", – pranešime spaudai sakė Xiao Dongas.

Į kristalų struktūros skaičiavimo algoritmą įtraukę keturis elementus – magnį, silicį, deguonį ir vandenilį, mokslininkai gavo mineralą Mg2SiO5H2, kuris egzistuoja tik esant didesniam nei 260 gigapaskalių slėgiui, o esant mažesniam slėgiui suyra išskirdamas vandenį.