De la zapada de pe crestele muntilor, care hraneste raurile si lacurile noastre, pana la ploile de primavara care invioreaza natura, apa este o parte importanta a experientei noastre comune ca oameni. Apa ne afecteaza vietile individuale si colective intr-un mod atat de cuprinzator, incat nu ne putem abtine sa nu ne gandim la aceasta intr-o multitudine de feluri. Apa Pamantului este o parte atat de majora in viata noastra, incat este normal sa ne intrebam care este originea sa. Observatiile astronomice in lungimi de unda submilimetrice au identificat semnatura spectroscopica a vaporilor de apa in comete aflate in apropierea sistemului nostru solar si in regiunile distante de formare a stelelor din galaxia noastra.
Sondele spatiale au gasit deasemenea apa sub forma de gheata in calotele polare ale planetei Marte si sub suprafata prafuita a planetei rosii. Se gasesc tot mai multe dovezi care indica faptul ca Marte a fost umeda candva, in primele cateva miliarde de ani. Oamenii de stiinta de la NASA dezvolta exploratori robotici care vor cauta dovezi ale apei in stare lichida si sub suprafetele inghetate ale satelitilor Callisto, Ganymede si Europa.
Originea apei pe Pamant
In ciuda dovezilor convingatoare a existentei apei in galaxia noastra si in sistemul nostru solar, originea specifica a apei pe Pamant ramane controversata. Stim ca Pamantul s-a format acum 4,6 miliarde de ani, asa cum sistemul solar primordial s-a inchegat din discul protoplanetar de resturi care inconjurau protosoarele. Odata ce soarele si-a inceput fuziunea termonucleara, lucrurile au inceput sa se schimbe in mod radical.
Unii oameni de stiinta sustin ca interiorul sistemului solar era prea fierbinte pentru ca apa sa ramana in bucatile stancoase care au format in cele din urma Pamantul. Acestia sunt de parere ca asteroizii si cometele care s-au format mai departe de soarele arzator au fost responsabili cu aprovizionarea Pamantului cu apa. Cu toate acestea, alti oameni de stiinta au gasit discrepante importante in cantitatile relative de apa normala si apa grea, in comparatiile lor dintre Pamant, comete si meteoriti. Cometele au mult mai multa apa grea decat oceanele Pamantului, ceea ce indica faptul ca cea mai mare parte a apei de pe Pamant nu ar fi putut fi adusa de catre comete.
Meteoritii sunt roci interplanetare de diferite tipuri, care au cazut pe Pamant. Se crede ca acestia reprezinta bucati de asteroizi mult mai mari, care s-au format dincolo de orbita Pamantului (intre orbita lui Marte si cea a lui Jupiter). Unii meteoriti sunt bogati in apa, in timp ce altii sunt complet uscati. Din nou, analizele chimice si izotopice exclud posibilitatea ca meteoritii asteroidali sa fi fost responsabili pentru cea mai mare parte a apei de pe Pamant – Pamantul timpuriu a fost bombardat mai mult de meteoriti uscati. Singura modalitate de a manevra aceasta situatie este ipoteza ca un singur obiect mare (de marimea Lunii) sa fi lovit Pamantul la scurt timp dupa formarea sa. Un obiect ca satelitul lui Jupiter, Europa, ar fi putut face acest lucru.
In mod surprinzator, oamenii de stiinta s-au intors de unde au pornit – la gasirea unor scenarii in care apa sa fie retinuta in interiorul sistemului solar, in ciuda caldurii solare intense. Aici, apa se afla sub forma unui vapor fierbinte care s-a lipit de particule mici de roca, care s-au grupat apoi pentru a forma pietricele si, in cele din urma, un Pamant umed. Odata ce crusta Pamantului a inceput sa se solidifice, cantitati mari de apa au inceput sa tasneasca in urma unor eruptii vulcanice dezlantuite. Pe masura ce atmosfera saturata s-a racit, a inceput sa ploua, iar ploaia a umplut bazinele Pamantului cu apa.
Importanta apei
Datorita geometriei sale moleculare si afinitatilor electronice, apa este cel mai bun solvent pentru sustinerea vietii. Fiecare molecula de apa este compusa dintr-un atom de oxigen si doi atomi de hidrogen. Care sunt originile lor? In acest caz, comunitatea stiintifica are o parere complet unanima. Oxigenul a fost creat in nucleul termonuclear al unei stele masive, in timpul fazei sale finale de supergiganta. Incheindu-si viata in explozia unei supernove, steaua a insamantat mediul interstelar cu oxigen (si multe alte elemente ale vietii), din care s-au putut forma noi sisteme solare. Hidrogenul s-a “condensat” probabil chiar de la Big Bang, pe masura ce universul primordial s-a racit la o temperatura de un trilion de grade Celsius (pentru protonul central) si un miliard de grade Celsius (pentru electroni). Toate aceste lucruri s-au petrecut in prima milisecunda a aparitiei cosmosului.
Exista atat de multe intervale de timp pe care sa le admiram – vietile noastre scurte sunt masurate in decenii, ultima glaciatiune majora care a sculptat multe dintre lanturile muntoase si a creat multe lacuri a avut loc acum aproximativ 20 000 de ani, dezvoltarea oceanelor pe Pamant a avut loc acum aproximativ 4,5 miliarde de ani, nucleosinteza oxigenului intr-o stea masiva si disparitia sa exploziva s-a petrecut acum si mai mult timp, iar crearea hidrogenului in prima milisecunda de dupa Big Bang s-a petrecut acum aproximativ 14 miliarde de ani. Toata aceasta istorie cosmica se afla intr-un singur strop de ploaie.
Cercetari viitoare
Domeniul de cercetare privind originile apei pe Pamant va beneficia probabil de pe urma viitoarelor sonde interplanetare, deoarece ele vor determina compozitia izotopica a apei din sistemul solar. Acest lucru va ajuta la fixarea statutului de apa oceanica pe Pamant raportat la contextul mai mare al surselor planetare , asteroidale si ale cometelor. Intre timp, observatiile submilimetrice spectroscopice ale obiectelor de gheata din centura Kuiper pot ajuta la determinarea compozitiei izotopice a acestor obiecte neatinse din sistemul solar (aflate dincolo de orbita lui Neptun). Mai aproape de casa, sondele de mare adancime vor ajuta la determinarea compozitiei izotopice a apei care iese la iveala din mantaua superioara.
Fie ca oceanele Pamantului au fost “livrate” si/sau degazate, implicatiile legate de acest lucru merg mai departe decat interesele pur academice cu privire la ceea ce bem. Pe masura ce sursele de apa dulce de la suprafata sunt compromise si se raresc tot mai mult, vom fi nevoiti sa cautam noi (sau mai bine zis “vechi”) surse – inclusiv ce a mai ramas din calotele polare, apa primordiala din zone adanci si poate chiar provizii proaspete de apa de la cometele redirectionate si “dezasamblate”. Cunoasterea contribuabililor la oceanele de pe planeta noastra ne-ar putea ajuta sa determinam care surse de apa vor fi cele mai disponibile pe termen lung.
