地球の水の起源：宇宙とカオスの旅

要約

この記事では、地球上の水の起源と、なぜ70％以上の地球が水で覆われているのかについて探求します。水分子の基本構成要素、星と元素の形成、そしてこれらの元素が水を形成する方法について掘り下げます。また、水が地球に到着した理論と、これらの理論に挑戦する最近の研究についても議論します。最終的に、私たちは、私たちの日常生活で当然のように受け入れている水が、ここに来るために宇宙とカオスの旅を経験したことを認識することになります。

水の基本構成要素

水は、水素と酸素の2つの基本構成要素から成る単純な分子です。水素は最も単純な元素であり、宇宙の始まりから存在しています。一方、酸素は、星が形成されてから数億年後に登場しました。

元素と星の形成

星の中心部の巨大な圧力により、水素原子はヘリウムを形成するために融合しました。ヘリウムは、核合成と呼ばれる過程でベリリウム、炭素、酸素などの重い元素を形成するために融合しました。星が最終的に崩壊し、超新星爆発を引き起こすと、これらの新しい元素は宇宙に広がり、新しい化合物、例えば今ではお馴染みのH2Oに結合しました。

水の形成

水分子は、私たちの太陽系を形成した塵の雲に存在しており、その後、私たちの惑星が形成された後に衝突しました。しかし、問題は、どれだけの水が地球に到着したか、そしていつ到着したかです。ある理論では、岩が形成されたときに地球上には比較的少量の水が存在していたとされています。高温と周囲の大気の欠如により、水は宇宙空間に蒸発してしまったと考えられます。水は、アウトガスと呼ばれるプロセスを通じて、数億年後に最初の大気が形成されるまで、惑星に留まることができませんでした。

地球への水の到着に関する理論

科学者たちは、何百万年もの間、氷を含む彗星や小惑星が地球に衝突して、地球の多くの水がもたらされたと疑ってきました。しかし、最近の研究は、この理論に挑戦しています。私たちの太陽系が生まれた直後に形成された炭素質コンドライト隕石を調べた結果、それらには水が含まれているだけでなく、その鉱物化学的組成が地球の岩や、私たちの惑星と同時期に形成された小惑星のサンプルと一致していることがわかりました。