Hvor kommer vand fra?

Vand omgiver os, falder ned fra himlen, farende ned ad flodlejer, hældes fra vandhaner, og alligevel er mange af os aldrig stoppet med at spørge, hvor det kommer fra. Svaret er kompliceret, strækker sig langt ud over et indgående tidevand eller en sky tung med regn og helt tilbage til universets oprindelse.

Kort efter det store brag, protoner, neutroner og elektroner sværmede i 10 milliarder graders varme [kilde:NASA]. Inden for få minutter, brint og derefter helium, kendt som de lettere elementer, havde taget form fra disse atomiske byggesten i en proces kaldet nukleosyntese . (Lithium havde også en cameo.) De tungere elementer dukkede først op meget senere, da de lettere elementer gennemgik fusion inde i stjerner og under supernovaer. Over tid, stjerner sendte bølge efter bølge af disse tungere grundstoffer, herunder ilt, ud i rummet, hvor de blandede sig med de lettere elementer.

Selvfølgelig, dannelsen af ​​hydrogen og iltmolekyler og den efterfølgende dannelse af vand er to forskellige ting. Det er fordi, selv når hydrogen og iltmolekyler blandes, de har stadig brug for en gnist af energi for at danne vand. Processen er voldsom, og indtil videre har ingen fundet en måde at sikkert skabe vand på Jorden.

Så hvordan blev vores planet dækket af oceaner, søer og floder? Det enkle svar er, at vi stadig ikke ved det, men vi har ideer. Et forslag siger, at for næsten 4 milliarder år siden, millioner af asteroider og kometer smækkede ind i Jordens overflade. Et hurtigt blik på månens kraterfyldte overflade giver os en idé om, hvordan forholdene var. Forslaget går på, at det ikke var normale sten, men derimod ækvivalent med kosmiske svampe, fyldt med vand, der blev frigivet ved stød.

Mens astronomer har bekræftet, at asteroider og kometer holder vand, nogle forskere mener, at teorien ikke gør det. De sætter spørgsmålstegn ved, om nok kollisioner kunne have fundet sted til at tage højde for alt vandet i Jordens oceaner. Også, forskere fra California Institute of Technology fandt ud af, at vand fra kometen Hale-Bopp indeholder meget mere tungt vand (aka HDO, med et hydrogenatom, en deuterium atom og et iltatom) end Jordens oceaner, hvilket betyder, at enten kometerne og asteroiderne, der ramte Jorden, var meget forskellige end Hale-Bopp, eller Jorden fik sit normale vand (alias H20, to hydrogenatomer og et oxygenatom) på en anden måde.

Seneste, astronomer kan have afsløret, at førstnævnte kan være sandt. Ved hjælp af observationer fra Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA)-et konverteret 747 fly, der flyver i stor højde med et 2,7 meter (106 tommer) infrarødt teleskop, der stikker ud i halesektionen-fandt de ud af, at da komet Wirtanen gjorde sin nærmeste tilgang med Jorden i december 2018, den ventilerede meget "havlignende" vanddamp ud i rummet.

Wirtanen tilhører en bestemt kometfamilie kaldet "hyperaktive kometer", der udlufter mere vanddamp ud i rummet end andre. Forskerne udledte dette ved at sammenligne forholdet mellem observeret H2O og HDO. Jordens oceaner har et meget specifikt D/H -forhold (deuterium/brintforhold), og det ser ud til, at Wirtanen deler det samme forhold. Da det er umuligt at observere infrarøde bølgelængder fra jorden (Jordens atmosfære blokerer disse bølgelængder), kun rumteleskoper og SOFIA (som flyver over det meste af atmosfæren) kan foretage pålidelige observationer af kometer.

Et andet forslag hedder, at en ung Jorden blev bombarderet af ilt og andre tunge grundstoffer produceret i solen. Oxygenet kombineret med brint og andre gasser frigivet fra Jorden i en proces kendt som afgasning , danner Jordens oceaner og atmosfære undervejs.

Et team af forskere fra Japans Tokyo Institute of Technology har udtænkt endnu en teori, der siger, at et tykt lag brint engang kan have dækket Jordens overflade, til sidst interagerer med oxider i skorpen for at danne vores planets oceaner.

Endelig, computersimuleringer rapporteret om i 2017 har foreslået en tættere oprindelse for mindst noget vand på vores planet. Ideen er, at vand kunne udvikle sig dybt inde i Jordens kappe og til sidst slippe ud via jordskælv.

Også, mens vi ikke med sikkerhed kan sige, hvordan vand kom til jorden, vi kan sige, at vi var så heldige, at det gjorde det.

Masser mere information

relaterede artikler

• Hvorfor kan vi ikke omdanne saltvand til drikkevand?
• Sådan fungerer det periodiske system
• Hvorfor kan vi ikke fremstille vand?

Flere store links

• Tree Hugger:Vandcyklus
• NASA:Big Bang
• WebElements:Interactive Periodic Table of Elements

Kilder

• Coghlan, Andy. "Planet Earth laver sit eget vand fra bunden dybt inde i kappen." Ny videnskabsmand. 17. januar, 2017 (25.5.2019) https://www.newscientist.com/article/2119475-planet-earth-makes-its-own-water-from-scratch-deep-in-the-mantle/
• Miljøgraffiti. "Moder Jord:Vand:Vores planets livsnerve." (7/30/2010) http://www.environmentalgraffiti.com/ecology/mother-Earth-water-the-lifeblood-of-our-planet/586
• European Space Agency. "Hvornår fyldte flydende vand planeterne?" 17. januar, 2002. (30/07/2010) http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=29255
• Lenz, George. "H2O - Mysteriet, Kunst, og videnskab om vand:vandets fysik på jorden. "Sweet Briar College. (7/30/2010) http://witcombe.sbc.edu/water/physicsEarth.html
• Muir, Hazel. "Jordens vand brygges derhjemme, ikke i rummet. "NewScientist. 25. september, 2007. (7/30/2010) http://www.newscientist.com/article/dn12693
• NASA. "Komet giver nye ledetråde til oprindelsen af ​​Jordens oceaner." 23. maj kl. 2019. (25.5.2019) https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7409
• NASA. "Jordens vand kom sandsynligvis ikke fra kometer." (30.7.2010) http://www2.jpl.nasa.gov/comet/news98.html
• NASA. "Big Bang -test:Lyselementerne." (7/30/2010) http://map.gsfc.nasa.gov/universe/bb_tests_ele.html
• NASA. "Hvornår og hvordan opstod livets elementer i universet?" (7/30/2010) http://science.nasa.gov/astrophysics/big-questions/when-and-how-did-the-elements-of-life-in-the-universe-arise/
• SpaceDaily. "Hvornår fyldte flydende vand planeterne." 21. januar, 2002. (30.07.2010) http://www.spacedaily.com/news/early-Earth-02b.html