Původ vody na Zemi není dodnes úplně vysvětlen. Existují různé hypotézy a teorie vysvětlující, jak a kdy se voda na naši planetu dostala.

Měření vznikajících planetárních systémů, které provedli italská astronomka Cecilie Ceccarelliová a čínský astronom Fujun Du, potvrzuje, že voda je přítomná už v protoplanetárních discích – zploštělých oblacích prachu a plynu, které rotují kolem vznikající nebo mladé hvězdy. Podle nové studie těchto dvou vědců publikované v odborném žurnálu GeoScienceWorld je tak část vody na Zemi stará 4,5 miliardy let.

Budiž voda

Planetární systém vzniká z molekulárního mračna, obvykle pozůstatku po smrti hvězdy. Tato mlhovina je tvořena převážně vodíkem, hlavní složkou vody, ale také v menší míře heliem, kyslíkem a uhlíkem. Vyskytují se v ní rovněž drobná zrnka křemičitého a uhlíkatého prachu, píší vědci.

Právě tak vypadalo „embryo“, z něhož se zrodila sluneční soustava.

Mlhovina se vlivem gravitace začíná zahušťovat, a tak vzniká jádro hvězdy. Zahušťování má vliv i na chladnější části mlhoviny. V nich se setkávají molekuly kyslíku s prachovými zrnky.

Vzhledem k nízkým teplotám se na sebe nabalují jako sněhové koule. Molekuly vodíku při tom mají příležitost setkat se s kyslíkem na zrnech.

Tak vzniká vodní led – a to jak led běžné vody, tak i těžké vody obsahující deuterium, která nechává vědcům důkazy o tomto procesu. Tento led postupně obaluje prachová zrna. 

Poté následuje fáze plynná. Když se v nitru mlhoviny začíná formovat mladá hvězda – protohvězda, zvyšuje se působením gravitace teplota. Ve vzdálenosti několika astronomických jednotek od hvězdy (astronomická jednotka odpovídá dnešní vzdálenosti Země-Slunce) tak teplota může dosáhnout až mínus 173 stupňů Celsia.

Vzhledem k nízkému tlaku v mlhovině to stačí na proměnu vodního ledu v plyn.

V oblasti obklopující střed mračna se začínají objevovat vodní páry.

Potom začíná mladá hvězda v centru vlivem gravitace rotovat, stejně jako zbytek materiálu v mračnu. Vlivem odstředivé síly se z trojrozměrné mlhoviny stává v podstatě dvourozměrný disk.

Stejný jev můžete vyzkoušet, když roztočíte mokrý míč. Voda z něj vlivem odstředivé síly odlétává v oblasti „rovníku“ míče.

V nitru hvězd zažehne termojaderná reakce a hvězda začíná zářit. V soustavě stoupá teplota. Materiál se začíná zahušťovat v několika oblastech a vznikají planety. Voda zůstává v protoplanetách v plynné či tekuté podobě, anebo zamrzá.

Vodní led si přitom uchovává záznam o tom, čím prošel, v těžké vodě obsahující deuterium.

Otisk z dávné doby

Existují dva okamžiky, kdy nastává syntéza vody. První probíhá v době, kdy se soustava ještě nevytvořila a budoucí systém má ještě charakter mlhoviny. Druhá nastává ve chvíli, kdy se formují planety.

Obě syntézy se uskutečňují za různých podmínek a tyto podmínky zanechávají na vodě izotopický otisk, který se dá rozeznat.

Voda z první syntézy je stará 4,5 miliardy let. Analýza izotopických otisků ukazuje, že 1 až 50 procent vody na Zemi pochází z této počáteční fáze zrodu sluneční soustavy, upozorňují vědci. Přes výrazné rozpětí, to je významný poznatek o původu vody na Zemi.

Vědci v článku zdůrazňují, že jejich závěry nijak nepopírají předpoklad, že část vody na Zemi dopravily také komety a asteroidy. „Původní vodu však planeta převážně zdědila od platetesimál (malých kamenných nebo ledových těles o velikosti jednotek kilometrů), z nichž se planeta zformovala,“ píší Ceccarelliová a Du v žurnálu GeoScienceWorld.

Aspoň část vody, kterou dnes vypijete, tak bude 4,5 miliardy let stará.