15 марта в Nature вышла статья американских ученых о происхождении воды на Земле (см. пресс-релизы на английском и русском). Cинхронно на сайте Минобрнауки вышел пресс-релиз на ту же тему по статье в УФН, написанной руководителем отдела планетных исследований, академиком РАН Михаилом Маровым и ведущим научным сотрудником лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов Сергеем Ипатовым. Они дали комментарий на статью в Nature (приводится ниже в авторской редакции):

"Одна из актуальных и интригующих проблем формирования и эволюции Земли связана с источником наполнения земных океанов. Компьютерное моделирование миграции небесных тел в ранней Солнечной системе свидетельствуют в пользу экзогенного источника. Согласно этой модели, Земля и планеты земной группы, формировавшиеся в высокотемпературной зоне протопланетного диска, потеряли летучие элементы, а основная доля воды была доставлена телами, богатыми водой и другими летучими (в основном зародышами планет - планетезималями) из зоны планет-гигантов и внешнего астероидного пояса. Эта концепция развивается авторами статьи «Процессы миграции в Солнечной системе и их роль в эволюции Земли и планет», недавно опубликованной в журнале «Успехи физических наук» (М.Я. Маров, С.И. Ипатов, УФН, 2023, т. 193, сс. 2-32).

Почти в то же время в журнале «Nature» (Newcombe M.E., Nielsen S.G., Peterson L.D. et al. https://doi.org/10.1038/s41586-023-05721-5) рядом американских ученых была опубликована статья «Дегазация рано сформировавшихся планетезималей, ограничивавшая доставку воды к Земле». Авторы изучили семь образцов ахондритовых метеоритов, содержащих очень небольшое количество воды (на уровне единиц ‰). На этом основании они сделали вывод о том, что то вещество планетезималей, которое подверглось плавлению, почти не содержит воды даже за так называемой «снеговой линией» (линией фазового перехода вода-лед). По мнению авторов статьи, такое дифференцированное вещество могло содержаться в тех планетезималях, диаметры которых превышали ~20 км и которые сформировались в первые 1.5 млн лет после начала формирования Солнечной системы, когда распадался короткоживущий радиоактивный изотоп ²⁶Al. Авторы отмечают, что тела размером менее 1000 км не могли удержать водяной пар во время нагревания при распаде ²⁶Al. Главный вывод статьи состоит в том, что часть материала, доставленного к Земле из-за снеговой линии, испытавшего дифференциацию недр, была дегазированной и поэтому сухой. Однако оценок доли дифференцированного материала среди всего вещества планетезималей авторы не проводили.

Результаты этой статьи не противоречат модели наполнения земных океанов за счет экзогенного источника воды. Следует иметь в виду, что вещество изученных авторами ахондритовых метеоритов действительно претерпело плавление во внутренних областях Солнечной системы, внутри снеговой линии, но данный класс метеоритов составляет не более 8% всех метеоритов, которые имеют преимущественно хондритовый состав, включая углистые хондриты (СС), содержащие до 20% воды в составе гидратированных силикатов. Дифференциацию и, соответственно, дегазацию, не испытали планетезимали меньшего размера (≤ 20 км), вероятно преобладавшие в зонах аккумуляции планет-гигантов. Формирование многих планетезималей могло происходить и после завершения распада ²⁶Al. Считается, что транснептуновые объекты, спутники планет-гигантов и кометы содержат значительное количество воды, причем диапазон их размеров широк и охватывает размеры планетезималей, мигрировавших к Земле.

Такие планетезимали, приходившие из-за снеговой линии, могли сохранить, содержащуюся в них воду и летучие даже в условиях длительной миграции. К этому добавим, что сублимация, ответственная за дегазацию планетезималей в условиях глубокого вакуума, сильно зависит от дисперсности слагающего материала. В преобладающих случаях мелкодисперсной структуры планетезималей зональный тип тепломассопереноса накладывает сильные ограничения на характер дегазации и потерю воды.

Таким образом, изложенные соображения никоим образом не отвергают модель дегазации рано сформировавшихся планетезималей, но вместе с тем не ставят под сомнение вывод о том, что вода, вероятно, была доставлена на Землю через нерасплавленные небесные тела хондритового состава".

Источник: ГЕОХИ РАН.