Под двойниками Земли подразумеваются
планеты, близкие нашей не только по размерам и минеральному составу, но
и по характеристикам орбиты. В идеале, она должна быть почти округлой,
чтобы годовые перепады температуры не были слишком велики, и
располагаться в пределах «обитаемой зоны»
своей звезды, т.е. там, где не слишком холодно, чтобы вся вода
превращалась в лед, и не слишком горячо, чтобы она испарялась. Судя по
всему, этого достаточно, чтобы на планете плескался целый океан жидкой
воды – идеальной колыбели для нарождающейся жизни.
Несмотря на многолетние споры и исследования, до сих пор не существует единого представления о происхождении воды на
нашей планете. По одним версиям, она уже была в составе газопылевого
облака, из которого сконденсировалась Земля. По другим, была занесена в
ходе интенсивной кометной и астероидной бомбардировки, которой
подверглась наша молодая планета. По третьим, она высвободилась из
гидратированных минералов в процессе формирования Земли. Имеются и
другие гипотезы – возможно, все они в той или иной степени правы, и
вопрос состоит лишь в относительном вкладе каждого из механизмов в
образование Мирового океана.
В любом случае,
если отбросить «космические», внешние источники, и взять лишь версию о
наличии воды в исходном материале, из которого образовалась планета, то
на этой основе можно построить вполне рабочую теоретическую модель и
оценить вероятность развития подобного сценария у какой-нибудь далекой
звезды.
Если вести речь действительно о
планете-двойнике Земли, с тяжелым металлическим ядром, окруженным
богатой кремнием мантией, то можно с достаточной уверенностью ожидать,
что по мере ее остывания вода вместе с другими легкими молекулами будет
подниматься из недр наверх. Разогретая до пара, она может вырываться
мощными струями в атмосферу (вместе с углекислым газом), где будет
образовывать тяжелые тучи и дождем выпадать на поверхность. Остальное –
дело техники: если планета достаточно велика, чтобы гравитация ее могла
удерживать плотную атмосферу, и если температурный режим позволяет –
рано или поздно, вода образует огромный океан.
К
слову сказать, нет особых причин сомневаться в том, что протопланетное
облако, из которого образовалась Земля и ее соседки, не было насыщено
молекулами воды. Объекты, сформировавшиеся в той далекой древности из
того же облака – астероиды и кометы – исключительно богаты водой,
содержание которой может достигать 20%.
В этом
смысле от них резко отличаются планеты и другие крупные тела, вещества в
которых достаточно для протекания дифференциации – т.е. разогрева до
расплавленного состояния, которое приводит к погружению более тяжелых
элементов и соединений вглубь, и выталкиванию более легких к
поверхности. В ходе этого процесса вода и углекислый газ, как было
сказано выше, вырываются горячими струями, и если гравитационных сил
тела недостаточно – улетают в космос. Этот механизм объясняет, почему на
таких дифференцированных телах воды обнаруживается намного меньше –
порядка 3%.
Но если объект приближается по
размерам к средних размеров планете вроде Земли, притяжение ее
удерживает воду и углекислый газ в атмосфере. В конце концов это
приводит к появлению океана. Это подтвердило и недавнее компьютерное
моделирование процесса формирования планеты-двойника Земли. Если только в
исходном протопланетном облаке воды было хотя бы 1-3%, образовавшиеся
из него планеты будут иметь достаточно воды, чтобы ее раскаленные струи
из недр массово вырывались в атмосферу. Если планета имеет массу от 0,5
до 5 земной, она удержит эти вещества возле себя – и примерно через
сотню миллионов лет после рождения приобретет очень даже неплохой океан
воды.
Источник: astrobio.net