במערכת השמש שלנו יש שמונה פלנטות ועשרות ירחים. אך רק גוף אחד מכל אלה מתאים לחיים – כדור הארץ. ניתן לתהות מה יש בכדור הארץ שאין בגופים האחרים. יש ראיות גוברות שבכמה פלנטות אחרות היו פעם אוקיינוסים, אך כדור הארץ הוא היחיד ששומר על כמויות משמעותיות של מים. מדענים משערים כי אוקיינוסים נוזליים תת-קרקעיים נמצאים באירופה – ירחו הגדול של צדק. כתוצאה מכך, ירח זה זוכה כיום לתשומת לב ממדענים בתחומים רבים, כמקום אפשרי לקיום חיים.
אם כדור הארץ ייחודי בשל המים שבו, איך המים הגיעו לכאן? מסתבר שאין תשובה פשוטה לשאלה זו. כדור הארץ הוא בן כ- 4.5 מיליארד שנים. השרידים הפיזיים העתיקים ביותר שקיבלנו מכדור הארץ הם גבישי זירקון (סיליקט של זירקוניום), שנוצרו לפני כ- 4.4 מיליארד שנים. כנראה שגבישים אלו נוצרו בסביבה מימית, אך קיים מחסור בראיות שיסייע למדענים לזהות את מקור המים של כדור הארץ. עם זאת, ישנם מספר הסברים סבירים לקיומם של האוקיינוסים שלנו.
באדיבות NASA
כדור הארץ וכל הפלנטות במערכת השמש נוצרו בערך באותו זמן. כאחת מארבע הפלנטות הארציות, כדור הארץ מורכב בעיקר מחומר סלעי. במהלך הצטברות, הפסולת המאובקת שהרכיבה את כדור הארץ הכילה כמות מים קטנה יחסית בשל הטמפרטורות הגבוהות הקשורות לקרבה אל השמש. כמה מדענים סבורים שמעט מים יכלו להיכלל בסלעים ובאבק שהפכו בסופו של דבר לפלנטה שלנו. כמה מים בדיוק, אין זה ברור. פעילות געשית בכדור הארץ יכלה לשחרר את המים האלה לאטמוספירה. עם זאת, סביר להניח שהמים באטמוספירה הקדומה התפרקו לחמצן ולמימן בהשפעת קרינה אולטרה-סגולה (פוטודיסוציאציה). מימן בחלקים הגבוהים של האטמוספירה יכול היה להמלט לחלל, משום שהוא קל מאוד ונמלט בקלות מכוח המשיכה של כדור הארץ. גם אם כדור הארץ קלט בזמן היווצרותו יותר מים מהצפוי, תהליכים כגון פרוק המים על ידי אור אולטרה סגול ואובדן לאחר מכן של מימן מאלצים אותנו לחפש מקורות מים אחרים.
כאשר אנו מביטים במערכת השמש שלנו, אנו מבחינים כי ישנן כמויות מים גדולות באזורים החיצוניים של מערכת השמש. מים אלה נמצאים בעיקר בצורת קרח, אך הם נפוצים מאוד. השביטים הם גופים באזורים החיצוניים של מערכת השמש, המכילים כמויות גדולות של מים. יש להם מסלולים אליפטיים מאוד כך שלעתים קרובות הם מגיעים אל מערכת השמש הפנימית. לפעמים המסלול שבו נעים השביטים יוביל אותם להתנגשות עם כדור הארץ. אמנם יש לנו מושג כללי על הרכב השביטים – הם דומים לכדורי שלג מלוכלכים המכילים חומר אורגני, אך עדיין איננו יודעים בוודאות מה ההרכב המדויק שלהם. אסטרונומים חקרו לפחות ארבעה שביטים ידועים: שביט האלי והשביטים היאקוטאקה, הייל-בופ ו-67P/צ'וריומוב-גרסימנקו. הם הבחינו במאפיין משותף אחד. בשלושת הראשונים, אחוז הדאוטריום (צורה של מימן שמסתו כפולה ממסת המימן הרגיל) כפול מזה שבמי הים. בשביט 67P הוא גבוה פי שלושה בערך מזה שבאוקיינוסים. עדיין לא ברור אם השביטים האלה מייצגים את סוגי השביטים שהתנגשו עם כדור הארץ הקדום. ללא קשר לכך, אם כדור הארץ קיבל את רוב המים שלו משביטים בעלי הרכב דומה, היינו מצפים שאחוז הדאוטריום באוקיינוסים יהיה דומה. היינו יכולים אפילו לקבל אחוז דאוטריום גבוה יותר באוקיינוסים מאשר בשביטים, משום שפירוק המים בקרינה ואובדן מועדף של המימן הקל לחלל מעשירים את המים בדאוטריום. אך אף אחת מהאפשרויות האלה אינה מתקיימת, ולכן איננו יכולים כעת להסיק מסקנות לגבי הבאת המים לכדור הארץ על ידי שביטים. בהתבסס על הרכב הדאוטריום של האוקיינוסים, מדענים העריכו כי לא יותר מ-10% מהמים על פני כדור הארץ מקורם בהתנגשויות שביטים.
מקור אפשרי נוסף למים הוא אסטרואידים. רובם נמצאים בחגורת האסטרואידים הראשית, בין מסלולי מאדים וצדק, אך חלקם מוסטים אל מסלולים החוצים את מסלול כדור הארץ. האסטרואידים עשויים בעיקר סלע, אך הם מכילים גם מים קפואים וגזים קפואים, ולכן ייתכן שהביאו מים לכדור הארץ. שתי משימות החזירו לכדור הארץ דגימות מאסטרואידים: החללית היפנית הייבוסה 2, שביקרה באסטרואיד ריוגו ב-2018, והחללית OSIRIS-REx של נאס"א, שאספה דגימה מהאסטרואיד בנו ב-2020. הדגימות מספקות ראיות ישירות לכך שאסטרואידים, ולא שביטים, היו מקור עיקרי למים בכדור הארץ.
באדיבות NASA/JPL.
אמנם התמקדנו בשביטים כמובילי מים אפשריים עבור כדור הארץ, אך קיימים גופים פלנטריים נוספים שניתן לשקול את תרומתם. חומר מטאוריטי שמקורו בחגורת האסטרואידים יכול גם להיות אחראי על הבאת מים לכדור הארץ. גופים בחלק החיצוני של חגורת האסטרואידים צפויים להכיל עד עשרים אחוז מים. המסה הגדולה של צדק והשפעת הכבידה שלו יכלו בקלות לשנות את מסלולי האסטרואידים בחגורה, ולשלוח חלק מהם לטיול חד כיווני לעבר כדור הארץ. הרכב האסטרואידים בחגורה משתנה בהתאם למרחק שלהם מהשמש, ולכן קשה להעריך בדיוק כמה מים היו יכולים לתרום לכדור הארץ. עם זאת, מדענים כמו אלסנדרו מורבידלי טוענים שאם אסטרואידים שהתנגשו בכדור הארץ הביאו את רוב המים, ייתכן ששביטים תרמו גם הם מעט מים, וכך מתקבל יחס הדאוטריום למימן הנמדד באוקיינוסים.
כמו דברים רבים במדע, המקור המדויק של מים בכדור הארץ עדיין לא ידוע. עם זאת, המדענים ממשיכים לבצע תצפיות, לאסוף נתונים ולנתח מידע כדי לנסות ולפתח הבנה טובה יותר של עולם הטבע. ההימור הסביר ביותר כיום הוא שאסטרואידים הובילו את רוב המים לכדור הארץ, במהלך 100 מיליון השנים הראשונות לאחר שנוצר.
→ הסעיף הקודם: 5.9 שכבות בארץ ובירח | הסעיף הבא: 5.11 כדור הארץ המשתנה ←