Недра планет содержат куда больше воды, чем предполагалось ранее – вывод ученых

© Photo : Роскосмос / Сергей РязанскийСнимок планеты Земля из космоса, архивное фото
Снимок планеты Земля из космоса, архивное фото - Sputnik Армения, 1920, 21.08.2024
Подписаться
Новая информация о распределении воды в недрах и на поверхности планет непосредственно влияет на интерпретацию астрономических данных.
ЕРЕВАН, 21 авг – Sputnik. Железное ядро, силикатная мантия, кора, а поверх всего этого — океаны. Так устроена Земля. Долгое время эту модель переносили и на планеты других звездных систем. Ученые из Швейцарии и США смоделировали распределение воды в недрах суперЗемель и субНептунов и выяснили, что основной ее объем находится вовсе не на поверхности, сообщает naked-science.ru.
Астрономы открывают главным образом планеты, расположенные очень близко к своей звезде. Это так называемые лавовые миры, не остывшие до конца, чтобы сформировать твердую силикатную мантию, как у Земли. Вода прекрасно растворяется в магматических расплавах, в отличие, к примеру, от диоксида углерода, который быстро выделяется и выбрасывается в атмосферу.

"Для образования железного ядра нужно время. Большая доля металла изначально содержится в магматическом расплаве в форме капель. Вода соединяется с ним и опускается к ядру. Железные капли выступают в качестве "лифта" для воды", — пояснила Каролина Дорн из Института ядерной физики и астрофизики при Швейцарской высшей технической школе Цюриха.

Вместе с коллегами из Принстонского университета (США) она смоделировала поведение воды в недрах планет.
Недавно исследователи показали, что большая часть воды содержится в ядре Земли: по одним данным, 37%, по другим — до 73%. У воды высокий коэффициент разделения между железом и силикатами в условиях формирования ядра (давление — до 135 гигапаскалей, температура — 4200 кельвинов).
СуперЗемли и субНептуны намного массивнее, поэтому ядро развивается при гораздо больших давлении и температуре: до 1400 гигапаскалей и 14 000 кельвинов соответственно. Чтобы оценить объем воды, спрятанной в недрах, авторы вычислили коэффициент разделения, прибегнув к моделированию молекулярной динамики вместе с термодинамическим интегрированием без опоры на экспериментальные данные, исходя только из законов природы. Расчеты провели для четырех сценариев формирования планетных недр.
Медовые соты - Sputnik Армения, 1920, 20.08.2024
Как распознать поддельный мед, не открывая банки – ученые нашли способ
Выяснилось, что в планетах в шесть или менее земных масс вода хранится в основном в мантии, а в более массивных (а таких большинство) — в ядре. Хотя ядро по объему меньше мантии, при некоторых условиях железо может абсорбировать в 70 раз больше воды, чем силикаты. Учитывая огромное давление в ядре, вода не образует молекулы H2O, а пребывает в разделенном состоянии — как водород и кислород.
Новая информация о распределении воды в планетах непосредственно влияет на интерпретацию астрономических данных. Наблюдения с помощью телескопов позволяют оценивать массу и размер планет. Но при расчетах обычно не учитывают воду. Ее количество может быть недооценено в десятки раз. Как следует из нового исследования, планеты гораздо более насыщены водой, чем считалось.
Лента новостей
0