История океанов – это история жизни. Океаны определяют нашу планету, покрывая большую часть поверхности Земли и управляя круговоротом воды в природе. О том, что вода может быть паром или льдом, знает каждый школьник. Но недавно ученые обнаружили воду в форме стеклянных шариков. Только не на Земле, а на Луне. На Марсе этот ценный ресурс мог сохраниться в виде многоугольников. А на Меркурии, оказывается, можно наткнуться на оазисы.
В каком виде колонизаторам искать воду во Вселенной? Где в космосе скрываются несметные запасы H2O? И с помощью чего российские астрофизики собираются "учуять" водоемы на Меркурии? Рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Огромный бассейн в созвездии Рыси
Самый большой и древний бассейн Вселенной находится в северном полушарии неба. Воды вокруг далекого квазара в созвездии Рыси в 140 триллионов раз больше, чем на Земле.
Такое открытие сделали астрономы Калифорнийского технологического института. Просто представьте, что у каждого жителя нашей планеты есть свой Мировой океан. И еще десятки тысяч – бесхозные. Правда, вся эта огромная масса не плещется, а парит в виде разреженного газа.
"Квазар – это сверхмассивная черная дыра, которая притягивает огромное количество вещества и выделяет колоссальную энергию. Под ее действием атомы водорода и кислорода сталкиваются, и получается водяной пар. Судя по результатам спектрографии, обнаруженный вокруг квазара запас образовался еще на заре Вселенной, спустя всего полтора миллиарда лет после Большого взрыва. А это доказывает, что наша Вселенная – неисчерпаемый источник воды", – уверена заведующая кафедрой физики, математики и астрономии Кента и Джойс Креса Калифорнийского технологического института Фиона Харрисон.
Фото: © Скриншот видео
Вулканы и водород помогли появиться воде на Земле
Ученые Калифорнийского университета считают, что за реки и океаны на Земле нужно благодарить вулканы и водород. Он просочился через раскаленную магму и попал в металлическое ядро молодой планеты. Попутно молекулы газа окислили мантию, и появилась жидкость. Но почему исследователи уверены, что вокруг ранней Земли было так много водорода?
"Мы наблюдали за молодыми планетами за пределами нашей Солнечной системы и заметили, что в их атмосфере долгое время преобладает именно водород. Затем построили математическую модель взаимодействия этого газа и разных элементов земной магмы. Результаты 18 типов реакций показали, что при определенных условиях диффузия водорода действительно могла привести к образованию огромных масс воды", – рассказала профессор кафедры наук о Земле, планетах и космосе Калифорнийского университета Хильке Шлихтинг.
Вода на Луне в стеклянных шариках
Водорода во Вселенной полно еще со времен Большого взрыва. Да и вулканов на небесных телах хватает. Та же Луна покрыта следами многочисленных извержений. Но где тогда лунные озера и океаны? Оказывается, вода на нашем спутнике есть, и в огромных количествах. Просто она прячется в таинственных стеклянных шариках.
Шарики небьющегося оплавленного стекла образуются в момент падения на спутник крошечных метеоритов. Ученые Китайской академии наук внимательно изучили состав "лунного бисера" и обнаружили в нем огромные запасы воды. Если сложить все лунное стекло, получится, что на соседнем небесном теле рассыпано как минимум десять Байкалов! Но каким образом жидкость накопилась в шариках? Астрономы предполагают, что тут постарался солнечный ветер.
Фото: © Скриншот видео
"Солнечный ветер – это поток протонов, атомов водорода без электронов. Когда они ударяются о лунную поверхность, водород вступает в реакцию с породой – реголитом. В результате образуется вода, которую впитывают стеклянные шарики. И этот процесс происходит каждый раз, когда спутник освещается Солнцем", – объяснил заместитель начальника управления науки и исследований НАСА Орентал Джеймс Такер.
Таинственные многоугольники Красной планеты
Выходит, добывать воду на спутнике колонистам будет не так уж и трудно. Нужно просто построить фабрики по переплавке лунного бисера. А вот как быть с совершенно сухим Марсом? Там стеклянных шариков пока не нашли. Но вода может быть и в другом виде. Исследователи предлагают брать ее из таинственных многоугольников Красной планеты.
Поверхность многих марсианских кратеров покрыта "сотами". Причудливые узоры – это все, что осталось от древних рек. Но каково же было удивление ученых, когда подобные многоугольники исследовательский аппарат обнаружил в недрах Красной планеты на глубине больше 35 метров.
Результаты зондирования показали, что 3 миллиарда лет назад на Марсе еще была вода. Хотя раньше считалось, что в это время небесное тело уже полностью высохло.
Фото: © Скриншот видео
"В составе многоугольников мы обнаружили гидратированные сульфаты, гидрокремнезем, оксиды железа и хлориды. Чтобы эти соединения могли образоваться, нужно было много соленой воды. Она замерзала, таяла, а потом опять замерзала, и так – миллионы лет. Отсюда и характерный рельеф. Мы предполагаем, что еще глубже в недрах планеты до сих пор есть огромные запасы льда. И если его растопить, количество полученной воды можно будет сравнить с одним из самых больших пресных озер на Земле", – сообщил Хитоси Мураяма, профессор кафедры физики Физико-математического института имени Кавли.
Замерзшая вода на раскаленном Меркурии
Замерзшую воду ученые ищут не только на прохладном Марсе, но и на раскаленном Меркурии. Российские физики Института космических исследований Академии наук уже отправили к планете уникальный отечественный спектрометр. Прибор может, что называется, "почуять" воду на небесном теле еще издалека – по характеру ядерного излучения. Это происходит, когда аппарат улавливает потоки нейтронов – элементарных частиц без электрического заряда.
"С поверхности небесных тел нейтроны вылетают не из-за внутренних реакций в самом этом веществе, а от тех реакций, которые возникают из-за облучения космическими лучами. И наблюдая это или на поверхности, как в случае наших приборов на марсоходах или луноходах, или с орбитой, мы можем определить те районы, но я могу сказать, в некотором смысле, оазисы, где на глубине присутствует большая концентрация молекул воды", – пояснил в эксклюзивном интервью РЕН ТВ доктор физико-математических наук, руководитель отдела ядерной планетологии Института космических исследований РАН Игорь Митрофанов.
Фото: © Скриншот видео
В каких количествах и где именно искать воду, а точнее, водород, прибор определяет по интенсивности гамма-лучей.
"Мы предполагаем, что водород может накапливаться в постоянно затененных областях. Эти области находятся в южном или северном полюсах. Это такие кратеры, в которые никогда не попадает солнечный свет. Таким образом, температура там достаточно низкая для того, чтобы водород, который туда попал, сохранялся продолжительное время", – отметил старший научный сотрудник отдела ядерной планетологии Института космических исследований РАН Александр Козырев в эксклюзивном интервью РЕН ТВ.
Как на Меркурии могла появиться вода
Но каким образом на Меркурии вообще могла образоваться вода? Атмосферы, а соответственно и давления у планеты нет. Значит, и жидкости, казалось бы, взяться неоткуда. Раскрыть эту тайну астрономам помогло... виртуальное время.
Ученые Нидерландского института космических исследований в Гронингенском университете предположили, что внушительные объемы воды на Меркурий принесли кометы, астероиды и космическая пыль. Гипотезу проверили с помощью математического алгоритма. Он имитировал удары небесных тел о поверхность планеты в течение целого миллиарда лет.
Фото: © Скриншот видео
"Моделирование показало, что эти тела были способны прямо на себе, как водовозы, принести на Меркурий космический лед и молекулы воды. Причем в больших количествах, чтобы на полюсах могли образоваться ледники такой толщины, как сейчас. Причем роль пыли даже важнее: она доставляет больше 10 тысяч килограммов жидкости в год, тогда как астероиды и кометы – в десять раз меньше", – уточнила научный сотрудник Королевского астрономического общества Оксфордского университета Ребекка Сметхёрст.
Космос – неиссякаемый источник воды
Получается, воду на небесных телах нужно искать по своеобразным "шрамам" от космических бомбардировок. Чем их больше, тем выше вероятность найти хотя бы ледники.
Стеклянные шарики, шрамы от падения комет, лед в темных кратерах – все это и есть, по сути, готовая вода. Но откуда она вообще взялась в космосе?
Международная группа ученых добралась и до этой тайны. Оказывается, главный компонент жизни возник не на планетах и даже не на звездах, а еще до их рождения. Только представьте, ни Земли, ни Солнца еще не было, а капли воды уже кружили в районе будущей Солнечной системы! Именно это сейчас происходит в окрестностях протозвезды Ориона.
Фото: © Скриншот видео
Через сотни тысяч лет на этом месте будет светило со своими планетами. Но пока местное солнце только начинает эволюцию в облаках космической пыли, водорода и гелия. Помимо них, ученые обнаружили в протозвездном диске и молекулы воды в газообразном состоянии. Их в тысячу раз больше, чем во всех океанах Земли. Чувствительный чилийский радиотелескоп даже смог определить химический состав элементов.
"Мы исследовали концентрацию обычной и так называемой тяжелой воды, в которой один из атомов водорода замещен его изотопом – дейтерием. Оказалось, что соотношение обоих видов в протозвездном диске такое же, как и в кометах нашей планетной системы. Это подтверждает идею о том, что вода в ней образовалась раньше Солнца, превратилась в лед и стала ключевым фактором для образования планет, комет и самой звезды", – сообщила профессор астрономического факультета Мичиганского университета Мерел ван'т Хофф.
Получается, космос – просто неиссякаемый источник воды. И рано или поздно человечество сможет ее добывать – и на Луне, и на Марсе и на Меркурии!
О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.