Ūdens vairogs
Publicēts: 17.01.2010
Iespējams, ka tieši ūdens tvaiks ir darbojies kā vairogs, kas bloķējis ultravioletā starojuma kaitīgo iedarbību uz ūdens un citām dzīvībai svarīgām molekulām. Tā secinājuši astronomi, veicot virkni pētījumus.
Agrīnajā attīstības posmā Saules sistēmā nevaldīja molekulām labvēlīga vide. Bija tikai dažas vietas, kur tās varēja paslēpties no kaitīgās ultravioletā starojuma iedarbības. Jaunākie pētījumi liecina, ka ūdens tvaiks varēja veidot tādu kā vairogu, kas, līdzīgi kā ozona slānis ap Zemi, pasargāja molekulas putekļu diskā, kurā veidojās planētu aizmetņi.
Šis vairogs palīdzēja saglabāt ūdeni, kas vēlāk pārvērtās Zemes okeānos. Iespējams, ka tas spēja pasargāt pat molekulas, no kurām vēlāk varēja veidoties bioloģiskie celtniecības bloki.
"Ūdens ir spējīgs sevi upurēt, lai aizsargātu ķīmiju, kas slēpjas zem tā," teica Teds Berdžins no Mičiganas universitātes.
Berdžins un viņa kolēģis Tomass Betells aprēķināja ūdens tvaiku izdzīvošanas iespēju iekšējos jaunas planetārās sistēmas apgabalos. Izrādījās, ka no ultravioletā starojuma iznīcinošās iedarbības spēja pasargāt ūdens daudzums, kas līdzvērtīgs vairākiem tūkstošiem okeānu.
Kad zvaigzne dzimst, daļa no izejmateriāla paliek pāri un izveido tā dēvēto protoplanetāro disku. Sākotnēji tajā ir tikai vienkāršas molekulas. Kad zvaigzne iedegas, šīs molekulas apdraud jaunās zvaigznes starojums.
"Molekulas ir trauslas," Berdžins stāstīja. "Ultravioletais starojums tās viegli sadala."
Ultravioletās gaismas fotons atrauj no ūdens molekulas vispirms vienu ūdeņradi, tad otru, atstājot vienu pašu skābekli. Daļēji ūdeni un citas molekulas aizsargā diskā esošie putekļi. Planētu aizmetņiem augot lielākiem un savācot putekļus, molekulām zūd aizsardzība.
Attiecīgi, pēc planētu izveidošanās ap zvaigznēm vajadzētu būt notiektam daudzumam molekulu, tomēr jaunākie novērojumi liecina, ka ūdens un OH tvaiki ir sastopami lielākā daudzumā jaunu planetāro sistēmu iekšējos reģionos. Lai izskaidrotu šo fenomenu, zinātnieki pieņēma, ka komētas no ārējiem reģioniem lido uz iekšējiem, tādejādi papildinot ūdens rezerves. Tomēr, kā uzskata Berdžins, šī hipotēze neizskaidro OH esamību.
Berdžins uzskata, ka iekšējā diskā esošais ūdens ir bijis tik lielā koncentrācijā, ka tas spējis ķīmiski atjaunoties tikpat ātri, cik ātri to iznīcinājusi ultravioletā radiācija. Viņš veica vairākas simulācijas ar dažādiem zvaigznes un putekļu diska parametriem un atklāja, ka lielākajā daļā gadījumu plāns ūdens slānis ap disku spēj absorbēt kaitīgo starojumu.
"Betellam un Berdžinam ir izdevies parādīt, ka, ja ūdens šādā sistēmā pastāv, tas spēj sevi pasargāt no iznīcības," teica Freds Ciesla no Čikāgas universitātes.
Autori uzskata, ka "kosmiskās miglas" daudzumam, kas ieskauj disku, jābūt ekvivalentam vairākiem tūkstošiem okeānu. Šādi ūdens apjomi ir novēroti vismaz trīs sistēmās, kur ir konstatēta planētu veidošanās.
Šāds ūdens vairogs pasargātu ne tikai ūdens, bet arī citas, dzīvībai svarīgas molekulas no iznīcības.
"Ūdens darbotos kā labs lietussargs," piebilda Berdžins.
Zem šāda lietussarga varēja notikt organiskās ķīmijas reakcijas, iespējams radot pat dažus no primitīvajiem dzīvības pamatblokiem, kas ir atklāti senos meteorītos un tuvu jaunām zvaigznēm.
Neatbildēts paliek jautājums, kas notiek ar šiem ūdens okeāniem, kad planēta ir izaugusi pietiekami liela un zvaigzne paliek vecāka. Berdžins uzskata, ka ūdens 1 AV attālumā tiek iznīcināts.
"Laika gaitā radiācija uzvarēs," teica Berdžins.
Tālāk par 3 AV (kur atrodas asteroīdu josla Saules sistēmā) zemākā temperatūrā ūdens tvaiks kondensējas un izveido cietus objektus, sajaucoties ar tur esošajiem putekļiem. Arī Saules sistēmā ir atklāti ledus asteroīdi, kuri atgādina komētas, bet to izcelsme meklējama asteroīdu joslā.
Pastāv hipotēzes, ka tieši šādi asteroīdi un komētas ir nogādājuši ūdeni uz Zemes. Mūsu dzeramā ūdens rezerves nāk no pašiem Saules sistēmas pirmsākumiem, kad, iespējams, šis ūdens ir kalpojis kā aizsargvairogs.
Astrobiology Magazine
Komentāri
