Har du någonsin undrat exakt var allt vatten som laddades ner Niagara Falls kom ifrån? [email protected]/Getty Images Vatten omger oss, faller från himlen, rusar nerför flodbäddar, häller från kranar, och ändå har många av oss aldrig slutat för att fråga var det kommer ifrån. Svaret är komplicerat, sträcker sig långt bortom en inkommande tidvatten eller ett moln tungt med regn och ända tillbaka till universums ursprung.
Strax efter big bang, protoner, neutroner och elektroner svärmade i 10 miljarder graders värme [källa:NASA]. Inom några minuter, väte och sedan helium, känd som de lättare elementen, hade tagit form från dessa atomiska byggstenar i en process som kallas nukleosyntes . (Litium hade också en cameo.) De tyngre elementen dök inte upp förrän långt senare, när de ljusare elementen genomgick fusion inuti stjärnor och under supernovor. Över tid, stjärnor skickade våg efter våg av dessa tyngre element, inklusive syre, ut i rymden där de blandades med de lättare elementen.
Självklart, bildandet av väte- och syremolekyler och den efterföljande bildningen av vatten är två olika saker. Det beror på att även när väte och syre molekyler blandas, de behöver fortfarande en gnista av energi för att bilda vatten. Processen är våldsam, och hittills har ingen hittat ett sätt att säkert skapa vatten på jorden.
Så hur kom vår planet att täckas med hav, sjöar och floder? Det enkla svaret är att vi fortfarande inte vet, men vi har idéer. Ett förslag säger att för nästan 4 miljarder år sedan, miljontals asteroider och kometer smällde in i jordens yta. En snabb blick på månens kraterfyllda yta ger oss en uppfattning om hur förhållandena var. Förslaget går ut på att dessa inte var normala stenar utan snarare motsvarande kosmiska svampar, laddad med vatten som släpptes vid påkörning.
Medan astronomer har bekräftat att asteroider och kometer håller vatten, vissa forskare tror att teorin inte gör det. De ifrågasätter om tillräckligt många kollisioner kunde ha ägt rum för att ta hänsyn till allt vatten i jordens hav. Också, forskare från California Institute of Technology fann att vatten från kometen Hale-Bopp innehåller mycket mer tungt vatten (aka HDO, med en väteatom, ett deuterium atom och en syreatom) än jordens hav, vilket betyder att antingen kometerna och asteroiderna som träffade jorden var väldigt annorlunda än Hale-Bopp, eller jorden fick sitt vanliga vatten (aka H20, två väteatomer och en syreatom) på annat sätt.
Senast, astronomer kan ha avslöjat att det förra kan vara sant. Med hjälp av observationer från Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA)-ett konverterat 747 flygplan som flyger på hög höjd med ett 2,7 meter (106 tum) infrarött teleskop som sticker ut svansdelen-fann de att när komet Wirtanen närmade sig närmast med Jorden i december 2018, det ventilerade mycket "havsliknande" vattenånga ut i rymden.
Wirtanen tillhör en specifik kometfamilj som kallas "hyperaktiva kometer" som släpper ut mer vattenånga i rymden än andra. Forskarna härledde detta genom att jämföra förhållandet mellan observerad H2O och HDO. Jordens hav har ett mycket specifikt D/H -förhållande (deuterium/väteförhållande), och det verkar som om Wirtanen delar samma andel. Eftersom det är omöjligt att observera infraröda våglängder från marken (jordens atmosfär blockerar dessa våglängder), bara rymdteleskop och SOFIA (som flyger över större delen av atmosfären) kan göra pålitliga observationer av kometer.
Ett annat förslag säger att en ung jord bombades av syre och andra tunga element som producerades i solen. Syret kombinerat med väte och andra gaser som släpps ut från jorden i en process som kallas avgasning , bildar jordens hav och atmosfär längs vägen.
Ett team av forskare från Japans Tokyo Institute of Technology har tagit fram ännu en teori, som säger att ett tjockt lager av väte en gång kan ha täckt jordens yta, så småningom interagerar med oxider i skorpan för att bilda vår planets hav.
Till sist, datasimuleringar som rapporterades om 2017 har föreslagit ett närmare ursprung för åtminstone lite vatten på vår planet. Tanken är att vatten kan utvecklas djupt inne i jordens mantel och så småningom fly via jordbävningar.
Och så, medan vi inte med säkerhet kan säga hur vatten kom till jorden, vi kan säga att vi hade turen.
