Původ vody a ropy na Zemi – pěkně to začíná do sebe zapadat  
Panuje představa, že nám vodu na naší modrou planetu přinesly komety. Chemikové s tím sice moc nesouhlasí, ale není jich moc, a také, že se nic lepšího zatím nevymyslelo, námitky se moc v úvahu neberou a dál se to tak ve školách učí. Japonští vědci nabízí jiné vysvětlení. A jako bonus přidávají i původ ropy.
Původ pozemské vody nejspíš bude v organické hmotě mlhovin. Kredit: NASA, ESA a Hubble Heritage Team (STScI / AURA)
Původ pozemské vody nejspíš bude v organické hmotě mlhovin. Kredit: NASA, ESA a Hubble Heritage Team (STScI / AURA)

Původ vody na zemi je vysvětlován jako dílo komet a  meteoritů obsahujících hydratované křemičitany, které k nám přilétají z oblastí kde je teplota tak nízká, že tam může kondenzovat voda na led. Jeví se to jako rozumné, zvláště v kontextu těchto dnů, kdy je na obloze vidět, vlasatice Neowise, jak s sebou táhne dlouhý jiskřící „vlhký ohon“. Nyní zveřejněné poznatky ale dávají tušit, že to je představa falešná.

 

Již před nějakým časem zpochybnilo kometární teorii zastoupení deuteria ve vodě. Deuteriu se někdy říká těžký vodík, protože má kromě jednoho protonu ve svém jádře, jeden neutron navíc. V kometách (například 1P/Halley, C/1996 B2 Hyakutake,  C/1995 O1 Hale-Bopp), byly naměřeny hodnoty okolo 3 × 10-4. Tento SW poměr (z anglického Standard Mean Ocean Water) má pro naší pozemskou vodu hodnotu 1,5 × 10-4. Komety z Kuiperova pásu jsou co do zastoupení deuteria naší vodě podobnější, ale ani ty nejsou to pravé.

 

Zmíněná, zhruba dvakrát nižší hodnota zastoupení těžkého vodíku nás už nějakou dobu nabádala abychom se poohlédli po nějakém jiném a vydatnějším vodním zdroji.  Stávající představu pozemské kometární vody totiž ani srážky s asteroidy moc nepodepřou. Jednak proto, že obsahují jen asi 10 % vody a vzhledem k množství vody v oceánech, by jich bylo potřeba tolik, že se to příčí jak zdravému rozumu, tak i tomu, co o bombardování Země asteroidy říkají astronomové.

 

Pro představu, o jaké množství vody se tu hraje, lze uvést snahu NASA to spočítat. Steve Vance, který tím byl pověřen, musel k tomu zavést novou jednotku „zettalitr“. Používá se spíš ve formě ZL a představuje triliardu litrů (1 000 000 000 000 000 000 000). Na Zemi máme 1,335 ZL vody. A to jsme v porovnání s jinými vodnatými borci Sluneční soustavy, s prominutím, pouhé prdítko. Jinak řečeno, s tím večerem a jitrem s oblohou a dnem prvním, kdy se dělily vody od vod, to muselo být kapku jinak, neboť Voda, kterou pijeme vznikla dávno před vznikem naší modré planety a pochází z doby, kdy ještě ani Slunce nebylo.  Mokré záhadě na kloub se pokoušela celá řada výzkumných týmů. Většinou pátraly po ledu a silikátech, kterých je uvnitř sněhové linie habaděj.

 

Analogická sestava mezihvězdných organických látek produkuje nejprve vodní kapky a při vyšší teplotě i olej. Kredit: Hideyuki Nakano a kol., Scientific Reports , 8. května 2020
Analogická sestava mezihvězdných organických látek produkuje nejprve vodní kapky a při vyšší teplotě i olej. Kredit: Hideyuki Nakano a kol., Scientific Reports , 8. května 2020

Astronomové pod pojmem sněhová linie (někdy ledová linie) myslí něco jiného, než klimatologové. Jde o vzdálenost od centrální hvězdy, kde už je taková zima, že voda, methan, oxid uhličitý a uhelnatý  kondenzují. V naší soustavě je linie ve vzdálenosti 2,7 AU (astronomických jednotek) od Slunce. Za hranicí vymezenou tímto poloměrem už jsou asteroidy na vodu bohatší.

 

Šestnáct japonských vědců z několika universit a ústavů ale začalo pátrat ve „vodách“, které byly opomíjeny. Kolektiv pod vedením Akira Kouchi z Ústavu nízkých teplot na Hokkaido University v  Sapporu zveřejnil nyní výsledky části svých pokusů, na jejichž základě původ vody kladou do organické hmoty. Hojnost vody v hmotě má přinášet její zahřátí.  Z toho plyne, že  nezměrné množství  vody má vznikat z mezihvězdné organické hmoty a to uvnitř zmíněné sněhové linie. Co tím Japonci myslí?  Nic menšího, než že k dostatku vody na planetách není komet nebo meteoritů s jejich ledem třeba.  Mají k takovému kacířství dost argumentů, aby je mainstream neupálil? Posuďte to sami.

 

Japonští vědci provedli následující pokus. Připravili si analogickou organickou hmotu, jak jí v mezihvězdných molekulárních mracích s pomocí svých teleskopů hlásí astronomové. Ti pod pojmem organická hmota míní něco jiného, než biologové a zemědělci. Mají na mysli  mezihvězdná mračna se směsí vodíku, oxidu uhličitého a NH3, (někdy i kyslíku). Aby Japonci co nejlépe imitovali tamní klima, vystavili stejnou směs ultrafialovému záření. To sice molekuly vody rozbíjí, ale pro autenticitu podmínek ho zařadili (jeho v tomto případě žádoucím efektem je, že zvyšuje teplotu rekční směsi). Pak se jali směs zahřívat. K dosažení patřičného tlaku využili techniku zvanou diamantová kovadlina. Jejím principem jsou dva protilehlé diamanty. Vzorek se stlačuje mezi leštěnými hroty. Diamanty mají tu výhodu, že jsou průhledné a dovolují sledovat, co se se zkoumaným vzorkem děje.

 

Pokus začínal nízkou teplotou a tlakem 80 ± 50 MPa. U vyšších teplot autoři článku hodnoty tlaku neuvádějí. Jeho odečtu bránila silná fluorescence z organické hmoty, ale o moc vyšší by být neměl.  Pokud jde o teplotu, tak do 200 °C se se vzorkem nic moc nedělo. Při  350 °C se ale začaly tvořit  kapičky vody a jejich velikost se rostoucí teplotou zvětšovala. Jakmile teplota dosáhla 400 °C, tak se kromě kapiček vody objevilo ještě něco. Podobalo se to skvrnám od tmavého oleje. Na chemický rozbor to nestačilo, a tak vědci provedli další pokusy s větším množstvím organické hmoty. Tentokrát  získali vodu s olejovitou substancí. Obého již bylo dost na analýzu pomocí hmotnostní spektrometrie. Hlavní složkou vodného produktu byla čistá voda. Analýza olejovité substance prokázala podobné vlastnosti, jako má ropa z pozemských nalezišť.


Video: Zahřívaná směs dává při 350 stupních Celsia vznik kruhovým kapičkám vody a při vyšší teplotě se tvoří olej.  Kredit: Hideyuki Nakano a kol., Scientific Reports.

 

 

Závěr

Hayabusa2 je asi 600 kg vážící sonda agentury JAXA, která má za cíl prozkoumat asteroid Ryugu, přistát na něm a dopravit vzorky zpět na Zemi. Vypuštěna byla v prosinci  2014. K bízkému kontaktu s Ryugu došlo 2018. Robotické sondy přistály na tělese a nyní se čeká na návrat sondy s odebranými vzorky. (Kredit: JAXA)
Hayabusa2 je asi 600 kg vážící sonda agentury JAXA, která má za cíl prozkoumat asteroid Ryugu, přistát na něm a dopravit vzorky zpět na Zemi. Vypuštěna byla v prosinci  2014. K bízkému kontaktu s Ryugu došlo 2018. Robotické sondy přistály na tělese a nyní se čeká na návrat sondy s odebranými vzorky. (Kredit: JAXA)

Jak se zdá, tak zdrojem vody na Zemi, a nejen na Zemi, ale i té, které se odborně říká terestrická, je mezihvězdná organická hmota mraků nacházejících se uvnitř sněhové linie. Kromě odhalení původu vody se Japoncům podařilo víc než rozkolísat stávající převažující teorii o původu ropy na Zemi.

 

Z výsledků pokusů autoři studie vyvozují, že nejen voda, ale i ropa nebude ve vesmíru žádnou vzácností. Stejné procesy, jako nyní provedli v laboratoři, totiž mají probíhat třeba i v hloubkách Enceladusu. Některá dřívější astronomická měření připouští, že by mezi ledovcovou kůrou a oceánem z vody, mohla být vrstva oleje. Japonci přítomnost „ropy“ předpovídají i na Plutu (dno ledové kůry konkávního tvaru s podobným tvarem vrchních hornin na ropných nalezištích na Zemi). Vrstvou oleje pod ledovou kůrou by se dokonce daly vysvětlit pozorované malé tepelné ztráty Pluta.

 

Konečného  rozetnutí pravdy o původu naší pozemské ropy (sporu „biotiků a abiotiků“) bychom se mohli dočkat brzo. Nynější poznatky japonského týmu by měla podpořit nalýza organických látek z asteroidu Ryugu, jehož vzorky má  přinést  japonský průzkumník Hayabusa2 koncem letošního roku.

 

Literatura

Hideyuki Nakano et al. Precometary organic matter: A hidden reservoir of water inside the snow line, Scientific Reports (2020). DOI: 10.1038/s41598-020-64815-6

Datum: 20.07.2020
Tisk článku

Související články:

Voda na kometách a na Zemi není v příbuzenském vztahu     Autor: Vladimír Pecha (12.12.2014)
Ropa bývá důvodem k intervenci do vojenského konfliktu     Autor: Stanislav Mihulka (06.02.2015)



Diskuze:



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace