2012.07.27. - Miért olyan száraz a Föld?

A Naprendszer bolygóinak kialakulásáról szóló elterjedt elmélet legújabb elemzése talán választ ad arra a kérdésre, hogy a várthoz képest miért van viszonylag kevés víz a Földön.

Hatalmas óceánok, folyók és patakok szövevényes hálózata, gigászi gleccserek. Azt gondolhatnánk, hogy a Földön nincs hiány a vízből. Bolygónk tömegének mégis mindössze 1%-át adja az éltető folyadék, amelyet valószínűleg üstökösök és kisbolygók szállítottak ide nem sokkal a kialakulása után. A jelenleg elfogadott elmélet szerint a Naprendszer bolygói egy nagy por- és gázkorongból, úgynevezett protoplanetáris korongból alakultak ki több milliárd évvel ezelőtt. De van egy kis gond: ez alapján a Földön sokkal több víznek kellene lennie, mint amennyit látunk. A korai Naprendszerben a hőmérsékletnek ugyanis elég alacsonynak kellett lennie ahhoz, hogy a korongban lévő víz jég formájában kondenzálódjon, vagyis a Föld elméletileg vízben gazdag anyagokból állt össze. De akkor miért olyan kevés a vizünk?

A legújabb, Rebecca Martin és Mario Livio (Space Telescope Science Institute, Baltimore) által végzett elemzés szerint Földünk sziklás törmelékből alakult ki egy forró és száraz régióban, az úgynevezett hóhatáron belül. A hóhatár, vagyis az a távolság, amelyen túl a Nap sugárzása már nem elég erős a jég megolvasztásához, jelenleg a Mars és a Jupiter pályája között húzódik. A korábbi modellek szerint a hóhatár 4,5 milliárd évvel ezelőtt sokkal közelebb volt a Naphoz, mint ma. A kutatók azonban azt állítják, hogy akkoriban sem húzódott a földpályán belül, és ez megmagyarázza a belső kőzetbolygók, a Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars viszonylagos szárazságát. A korábban elfogadott elmélet szerint a protoplanetáris korong belső részének anyaga ionizált állapotban volt. Ez az anyag a Napba hullott, felfűtve a korongot, és távolra tolva a hóhatárt. De a por és gáz mennyiségének csökkenésével a hőmérséklet is csökkent, és a hóhatár a földpályán belülre húzódott, mielőtt a bolygónk kialakulhatott volna.

A fiatal Naprendszer belső vidéke a korábbi modell és az új vizsgálat eredménye szerint.
[NASA/ESA/A. Feild (STScI)]

Az új vizsgálat szerint azonban a fiatal csillag körül lévő korong anyaga a még gyenge sugárzás miatt nincs teljesen ionizált állapotban, és egy átlagos csillag esetében a korong sűrűsége sem elég nagy az ionizációhoz. A csillagba így nem hullik jelentős mennyiségű anyag. A felhalmozódó porból, gázból és jégből egytized és néhány csillagászati egység között létrejön egy „halott zóna”, amely egyfajta dugóként megakadályozza a kívül keringő anyag befelé sodródását, annak sűrűsödését okozva. A gravitációs összehúzódás ezután felmelegíti a sűrű anyagot és a rajtra kívül lévő tartományt, minek következtében a jégből álló szemcsék elpárolognak. Az új eredmények szerint a Napnál ez a halott zóna néhány tized csillagászati egység távolságban volt, így a Föld a forró, sűrű régióban alakult ki, ezért nem borítja vastag vízréteg a bolygónkat. A kutatók mindazonáltal figyelmeztetnek arra, hogy a kapott eredmény nem általános érvényű, mivel az anyagkorong minden fiatal csillag körül más és más, vagyis nem változtat jelentősen a lakható világok kialakulásának számított esélyén.

Forrás:

• Astronomy 2012.07.17.