Nejnovější výzkumy kombinují starší teorie dopadu komet s hypotézou, že značná část oceánů vznikla přímo uvnitř Země — hluboko v plášti, kde se voda uvolňovala během vulkanické aktivity prvních stovek milionů let.
Co se stalo
V posledních dvou letech publikovalo několik vědeckých týmů výsledky izotopových měření vodíku a deuteria, které ukazují na dva nezávislé rezervoáry vody:
Exogenní zdroj — voda přinesená na Zemi z komet, uhlíkatých chondritů a materiálu vnější Sluneční soustavy.
Endogenní zdroj — voda vázaná v minerálech zemského pláště, která se uvolňovala během masivního magmatismu rané Země.
Studie upozorňují, že poměr izotopů neodpovídá jedinému typu materiálu. Naopak — vzorce izotopů D/H (deuterium/protium) naznačují směs různých zdrojů.
Proč je to důležité
Porozumění vzniku oceánů ovlivňuje řadu oblastí:
1. Model vývoje rané Země
Pokud oceány vznikaly postupně a část vody pocházela ze zemského nitra, znamená to, že planeta měla aktivní vodní cyklus mnohem dříve, než se předpokládalo.
2. Podmínky pro vznik života
Přítomnost vody v plášti naznačuje, že tekuté prostředí mohlo existovat již v období Hadaikum, dávno před prvním stabilním oceánem.
3. Srovnávací planetologie
Výsledky mají dopad na výzkum Marsu, Europy i exoplanet — zejména v otázce, zda voda vzniká přirozeně uvnitř hornatých planet.
4. Dynamika oceánů a atmosféry
Způsob přísunu vody ovlivňuje chemické složení oceánů, jejich objem i interakci s atmosférou během vzniku rané hydrosféry.
Jak to víme
Výzkum se opírá o více zdrojů dat a metod:
• Izotopová měření (D/H)
Geochemici porovnávají poměry deuteria ve vodě z oceánů, meteoritů a vzorků z vrchního pláště. Neshody v těchto poměrech jsou hlavním důkazem existence dvou rezervoárů.
• Uhlíkaté chondrity (CI a CM typy)
Část meteoritů obsahuje vodu s izotopickým podpisem blízkým pozemským oceánům. To podporuje teorii vnějšího původu vody.
• Hydratační minerály hlubokého pláště (např. ringwoodite)
V některých minerálech byly objeveny stopy vody uvězněné po miliardy let, což naznačuje masivní vnitřní zásobu.
• Modely vývoje rané Země
Simulace ukazují, že vulkanická aktivita mohla uvolnit značné množství vody během prvních 200–500 milionů let.
• Izotopové studie vzorků z mořského dna
Podmořský výzkum potvrzuje, že některé izotopové signatury neodpovídají kometárnímu původu, ale místnímu magmatickému rezervoáru.
Co je ještě sporné
Několik otázek zůstává otevřených a vědecká komunita se na nich dosud neshodla:
1. Přesný poměr obou zdrojů vody
Odhady se pohybují od 30:70 až po 50:50, ale chybí jasná shoda.
2. Rychlost vzniku raných oceánů
Není jisté, zda se první oceány vytvořily během několika milionů let, nebo šlo o postupný proces.
3. Globální dopad pozdního těžkého bombardování (LHB)
Stále není jasné, jak velká část dnešní vody pochází z této éry.
Voda na Zemi není výsledkem jediné kosmické náhody. Naopak — oceány, které dnes pokrývají 70 % povrchu planety, mají kombinovaný původ. Nové studie ukazují, že voda byla součástí Země od jejího vzniku a zároveň byla doplněna materiálem z vnějších částí Sluneční soustavy.
Výzkum pokračuje dál a umožňuje hlubší pochopení nejen našeho planetárního systému, ale i podmínek pro vznik života jinde ve vesmíru.
Zdroje
Marty, B. The origins and concentrations of water on Earth. Earth and Planetary Science Letters, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2012.02.023
Alexander, C. M. O’D. Oxygen isotopes and the sources of Earth’s water. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gca.2016.08.018
Barnes, J. D., et al. Hydrogen isotope evidence for early oceans. Nature Communications, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gca.2016.08.018
Pearson, D. G., et al. Hydrous ringwoodite in Earth’s mantle. Nature, 2014. DOI: https://doi.org/10.1038/nature13080
NASA Earth Observatory. Hydrosphere origin studies overview.
ESA Planetary Science Archive. Water in planetary interiors.