水の宇宙から地球への宇宙旅行

要約

水は地球の70％以上を覆い、私たちの体の約60％を占める必須の物質です。水が存在することを当たり前のように考えてしまいがちですが、太陽系の他の惑星ではほとんど液体の水が存在しません。この記事では、地球がなぜこのように多くの水を持っているのか、そしてそれがどこから来たのかを探求します。答えは、宇宙から地球までの水の宇宙的かつ混沌とした旅にあります。

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物質です。水素は、宇宙の始まりからほぼ同時期に存在していた最も単純な元素です。一方、酸素は、星が形成され始めてから数億年後に登場しました。

水分子の形成

星の炎の中心部の巨大な圧力は、水素原子がヘリウムを形成するために融合するほど強かったです。次に、ヘリウムは、核合成と呼ばれる過程でベリリウム、炭素、酸素などのより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て超新星爆発を起こすと、これらの新しい元素は宇宙に広がり、今ではおなじみのH2Oのような新しい化合物に結合しました。これらの水分子は、私たちの太陽系を形成した塵の雲に存在し、地球の形成後に衝突しました。

地球への水の到来

しかし、大きな問題は、どれだけの水が地球に到着し、いつ到着したかです。ある理論によると、岩石が形成されたとき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によって数億年後に初めて地球に留まることができるようになった、最初の大気が形成されるまで、地球に留まることができませんでした。これは、地球のコアの溶融岩が火山ガスを地表に放出し、逃げる水を捕らえることができる層を作ったときに起こりました。

少量の水が地球に存在する理論

では、水はどのようにして惑星に戻ったのでしょうか？科学者たちは長年、氷を含む彗星やおそらくは小惑星が数百万年にわたって地球に衝突し、多くの水をもたらしたと考えてきました。しかし、最近の研究はこの理論に疑問を投げかけています。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ると、科学者たちは、それらが水を含んでいただけでなく、その鉱物化学組成が地球の岩石や、私たちの惑星と同時期に形成された小惑星からのサンプルと一致していることがわかりました。これは、地球が初期に大量の水を蓄積していた可能性があることを示唆しています。大気が存在しない状態でも、小惑星が長い年月をかけてさらに多くの水をもたらした可能性があります。

アウトガスと地球初の大気の形成

これが真実である場合、生命が以前に考えられていたよりも早く形成された可能性があります。したがって、私たちはまだ、地球に到着した水の量や時期が確定していません。しかし、最近の研究結果は、地球が初期に大量の水を蓄積していた可能性があることを示唆しています。起源にかかわらず、私たちのシャワーや飲み水、蛇口から出る水は、近くの湖や川から来たわけではなく、ここに到達するために宇宙的かつ混沌とした旅を経験したものです。

結論

この記事では、水が宇宙から地球までの宇宙旅行をたどったことを探求しました。水は、水素と酸素の2つの基本構成要素から成る単純な物質であり、アウトガスと小惑星の衝突の組み合わせによって地球に到着しました。地球にどれだけの水が到着したか、いつ到着したかはまだ確定していませんが、最近の研究結果から、地球が初期に大量の水を蓄積していた可能性があることが示唆されています。どのような起源であれ、水は私たちが大切に保護しなければならない貴重な資源です。