L'acqua è idrogeno e ossigeno. Per diventare un liquido a noi noto, devono combinarsi, e affinché il liquido sia sufficiente per tutto il mare, devono esserci molte di queste sostanze. E, già, per l'intero oceano …
Negli ultimi decenni, gli scienziati sono stati controversi sulla provenienza dell'idrogeno nelle quantità richieste sulla Terra. Con l'ossigeno, il problema non è così acuto, poiché è meno volatile e l'idrogeno a una tale distanza dal Sole è più o meno sorprendente e richiede una spiegazione.
Un team di geologi dell'Arizona State University ha analizzato la composizione isotopica dell'idrogeno terrestre e le probabili vie del suo accumulo. L'attenzione si è concentrata su due ipotesi concorrenti, secondo le quali l'idrogeno è arrivato sulla Terra da asteroidi o comete. Va notato che a quei tempi la Terra, o meglio quello che più tardi verrà chiamato con questo nome, era essa stessa in generale un asteroide, solo di più.
L'idrogeno naturale è composto da due isotopi. Nel caso più comune, il nucleo di un atomo è costituito da un protone. In rari casi (dell'ordine di millesimi) un neutrone è attaccato a un protone: questa sostanza è chiamata deuterio e la sua combinazione con l'ossigeno è chiamata acqua pesante. C'è anche un'opzione con due neutroni: il trizio, è radioattivo, decade rapidamente ed è illogico tenerne conto in questi calcoli.
Il rapporto tra il numero di atomi di deuterio (D) e gli atomi ordinari (H) è chiamato rapporto D / H e consente di determinare la fonte dell'idrogeno. Ad esempio, l'acqua degli asteroidi ha un D / H di circa 140 parti per milione (ppm), mentre l'acqua della cometa ha tra 150 ppm e 300 ppm.
L'idrogeno sulla Terra ha una composizione isotopica approssimativamente "asteroide", ma questo non è l'unico problema.
Gli scienziati ritengono che i gas della nebulosa da cui il Sole si è formato un po 'prima potrebbero svolgere un ruolo significativo nel suo accumulo. Il punto chiave è la concentrazione di idrogeno nel nucleo terrestre con un aumento simultaneo della quantità relativa di deuterio nel mantello.
Durante la formazione del nostro pianeta, i planetesimi delle dimensioni della luna si sono scontrati relativamente spesso, formando corpi più massicci, e una parte significativa della superficie del futuro pianeta è stata sciolta dall'energia rilasciata durante le collisioni. Ciò ha portato al fatto che una parte significativa dell'idrogeno molecolare dalla protoatmosfera del pianeta è stata catturata da elementi più pesanti, in particolare il ferro, e, insieme ad esso, "affogata" nelle viscere. Ciò ha influenzato la composizione isotopica dell'idrogeno - il deuterio si dissolve peggio nel ferro fuso e, in questa situazione, è rimasto più vicino alla superficie, nel mantello.
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Per verificare questa ipotesi, gli scienziati hanno studiato campioni di rocce ignee, considerate mantello, al fine di chiarire la composizione isotopica dell'idrogeno presente in esse.
L'analisi ha mostrato che l'idrogeno, allora contenuto nella nube di gas che circonda il Sole, ha svolto un ruolo significativo nella formazione della Terra. Dissolto nelle profondità della Terra, nella fase iniziale della formazione del pianeta avrebbe dovuto essere sufficiente per sette o otto volumi del moderno Oceano Mondiale. Adesso basta per due.
I dettagli possono essere visti in un articolo pubblicato sul Journal of Geophysical Research.
