Obecnie nie ma jednoznacznej odpowiedzi skąd pochodzi woda na Ziemi. Jest jednak kilka hipotez, będących możliwymi odpowiedziami na to pytanie. Przedstawię krótko najważniejszych z nich. Jedną z dominujących jest pochodzenie wody pozaziemskie, zakładające przybycie tej cennej substancji na Ziemię wraz ze spadającymi na jej powierzchnię planetoidami lub kometami. Inna hipoteza zakłada lokalne pochodzenie. Oczywiście pochodzenie wody może łączyć obie hipotezy i mieć charakter hybrydowy.

Hipoteza pochodzenia poza Ziemskiego

Jest to dominująca teoria wsparta przez niedawną pracę analizującą meteoryt, który spadł w Winchombe w roku 2021. Ziemia w swoich wczesnych latach była często bombardowana przez różnego rodzaju obiekty kosmiczne jak komety czy asteroidy. Zarówno komety i asteroidy zawierają wodę. Jednak jak stwierdzić, że jest to woda, która mogła zbudować nasze oceany? Podstawowym wyznacznikiem, czy dana woda może być  nazwana „tą samą”,  jest stosunek ciężkiej wody do zwykłej. Jak wiadomo wodór ma kilka głównych izotopów, między innymi proton i deuter. Deuter ma więcej neutronów w jądrze, co sprawia, że ma większą masę i stąd cząsteczki wody H$_2$O złożone z deuterów nazywa się ciężką wodą, a stosunek ilości zwykłej i ciężkiej wody określa pewną charakterystyczną wartość, trochę jak odcisk palca. I tak, badając niektóre komety pełne lodu, okazuje się, że ich stosunek różni się znacznie. Jednak zbadany meteoryt z Winchombe miał stosunek wody i wody ciężkiej zbliżony do oszacowanego ziemskiego stosunku, co sugeruje, że woda mogła pojawić się na Ziemi wskutek bombardowania tymi asteroidami w jej wczesnych latach.

Ale czy wody nie było już na Ziemi podczas jej kształtowania?

We wczesnych etapach formowania się, Układ Słoneczny miał postać obracającego się dysku (tzw. dysku akrecyjnego), przyciągającego w wyniku grawitacji do swojego środka materię. Formująca się gwiazda w jego środku była źródłem ciepła, co powodowało, że do pewnej granicy tzw. linii śniegu większość substancji lotnych była wymiatana przez to promieniowanie cieplne gwiazdy. W obszarze wewnątrz promienia linii śniegu tworzą się planety skaliste takie jak Ziemia. Zatem Ziemia powstała głównie z minerałów zawierających krzem i minerałów nie uwodnionych, to znaczy nie zawierających w swoich strukturach wody.

Teoria Ziemskiego pochodzenia wody

Wprawdzie przyjmuje się, że Ziemia została zbudowana z minerałów nie zawierających wody, ale powstały teorie sugerujące inny charakter występowania wody w minerałach  ją budujących. Jedna z hipotez sugeruje, że przy odwadnianiu materiałów budujących Ziemię nastąpiło przyłączenie jej do ich powierzchni przez zjawisko adhezji; takie minerały dalej tworzyły naszą planetę, a w wyniku różnych zjawisk takich jak wulkanizm woda była uwalniana na powierzchnię. Inną teorią opartą na symulacjach komputerowych jest powstanie wody w płaszczu przez reakcje chemiczną typowego związku budującego Ziemie dwutlenku krzemu wraz z wodorem:

$$SiO_2 + H_2 \ \to \ 2 H_2O+ SiO.$$

Znając odpowiedź na pytanie o pochodzenie wody na Ziemi bylibyśmy w stanie szukać innych planet, które również miałyby szansę i warunki mieć wodę, a z wodą możliwe jest życie!

Poniżej zamieszczam linki do:

– artykułu o meteorycie Winchcombe oraz do pracy opisującej symulacje komputerowe powstawania wody w wyniku reakcji chemicznych:

The Winchcombe meteorite, a unique and pristine witness from the outer solar system | Science Advances

Formation and properties of water from quartz and hydrogen at high pressure and temperature – ScienceDirect

– dwa filmy przedstawiające wspomniane teorie:

Where Did Earth’s Water Come From? & How Do We Know? GEO GIRL

Skąd się wzięła woda na Ziemi? Nowe badania – AstroSzort