Wasser ist Wasserstoff und Sauerstoff. Um eine uns bekannte Flüssigkeit zu werden, müssen sie sich verbinden, und damit die Flüssigkeit für das ganze Meer ausreicht, müssen viele dieser Substanzen vorhanden sein. Und schon für den ganzen Ozean …
In den letzten Jahrzehnten waren Wissenschaftler umstritten, woher auf der Erde der Wasserstoff in den erforderlichen Mengen stammt. Bei Sauerstoff ist das Problem nicht so akut, da es weniger flüchtig ist und Wasserstoff in einem solchen Abstand von der Sonne mehr oder weniger überraschend ist und einer Erklärung bedarf.
Ein Team von Geologen der Arizona State University analysierte die Isotopenzusammensetzung von terrestrischem Wasserstoff und die wahrscheinlichen Wege für seine Akkumulation. Der Fokus lag auf zwei konkurrierenden Hypothesen, nach denen Wasserstoff entweder von Asteroiden oder Kometen auf die Erde kam. Es sollte angemerkt werden, dass in jenen Tagen die Erde, oder besser gesagt, was später mit diesem Namen bezeichnet wird, selbst im Allgemeinen ein Asteroid war, nur mehr.
Natürlicher Wasserstoff besteht aus zwei Isotopen. Im häufigsten Fall besteht der Kern eines Atoms aus einem Proton. In seltenen Fällen (in der Größenordnung von Tausendstel) ist ein Neutron an ein Proton gebunden - diese Substanz wird Deuterium genannt, und ihre Kombination mit Sauerstoff wird schweres Wasser genannt. Es gibt auch eine Option mit zwei Neutronen - Tritium, es ist radioaktiv, zerfällt schnell und es ist unlogisch, es bei diesen Berechnungen zu berücksichtigen.
Das Verhältnis der Anzahl der Deuteriumatome (D) zu gewöhnlichen Atomen (H) wird als D / H-Verhältnis bezeichnet und ermöglicht die Bestimmung der Wasserstoffquelle. Zum Beispiel hat Asteroidenwasser einen D / H von ungefähr 140 ppm (parts per million), während Kometenwasser zwischen 150 ppm und 300 ppm hat.
Wasserstoff auf der Erde hat eine ungefähr "Asteroiden" -Isotopenzusammensetzung, aber dies ist nicht das einzige Problem.
Wissenschaftler glauben, dass die Gase des Nebels, aus denen sich die Sonne etwas früher gebildet hat, eine bedeutende Rolle bei ihrer Akkumulation spielen könnten. Der entscheidende Punkt ist die Wasserstoffkonzentration im Erdkern bei gleichzeitiger Erhöhung der relativen Deuteriummenge im Erdmantel.
Während der Entstehung unseres Planeten kollidierten mondgroße Planetesimale relativ häufig und bildeten massereichere Körper. Ein erheblicher Teil der Oberfläche des zukünftigen Planeten wurde durch die bei den Kollisionen freigesetzte Energie geschmolzen. Dies führte dazu, dass ein erheblicher Teil des molekularen Wasserstoffs aus der Protoatmosphäre des Planeten von schwereren Elementen, insbesondere Eisen, eingefangen wurde und zusammen mit diesem im Darm "ertrank". Dies wirkte sich auf die Isotopenzusammensetzung von Wasserstoff aus - Deuterium löst sich schlechter in geschmolzenem Eisen und blieb in dieser Situation näher an der Oberfläche im Mantel.
Werbevideo:
Um diese Hypothese zu testen, untersuchten die Wissenschaftler Proben von magmatischen Gesteinen, die als Mantel betrachtet wurden, um die Isotopenzusammensetzung des in ihnen vorhandenen Wasserstoffs zu klären.
Die Analyse zeigte, dass Wasserstoff, der dann in der die Sonne umgebenden Gaswolke enthalten war, eine bedeutende Rolle bei der Bildung der Erde spielte. Es, das in den Tiefen der Erde aufgelöst wurde, sollte im Anfangsstadium der Entstehung des Planeten für sieben oder acht Bände des modernen Weltozeans ausreichen. Genug für zwei.
Details finden Sie in einem Artikel, der im Journal of Geophysical Research veröffentlicht wurde.
