Voda je súčasťou nášho každodenného života. Tak samozrejmá, a pritom tak tajuplná. Bez vody by nemohlo na Zemi existovať nič – rastliny, živočíchy a ani my – ľudia. Odkiaľ sa však všetka voda okolo nás vzala? Poďme načrieť do tejto otázky.
Veda je dlhé veky nástrojom na poznávanie sveta. Stojac na ramenách vedeckých velikánov a súčasnej vedy vidíme viac, než generácie pred nami. Žijeme v storočí, ktoré nám ponúka odpovede na mnohé otázky a stále viac nám odhaľuje mágiu reality. Avšak ako to už býva – čím viac človek vie, tým viac zisťuje, čo všetko ešte nevie. Jedna odpoveď prinesie hneď niekoľko nových otázok. Tomuto procesu neuniklo ani skúmanie pôvodu vody. Na teórie, ktoré boli dlho v platnosti, vrhli tieň pochybnosti presnejšie metódy merania.
Voda je zaujímavá už svojim zložením – tvorí ju vodík (H), ktorý tvorí 75% vesmíru a kyslík (O), ktorý je vo vesmíre štvrtým najrozšírenejším prvkom. Vodík tu bol od samotného vzniku vesmíru, hneď od Veľkého tresku. Vodík je teda taký starý ako vesmír – a povedzme si – že 13,7 miliárd rokov teda rozhodne nie je málo! A kyslík taktiež nezaostáva – ten vznikol termojadrovými reakciami v jadrách prvých hviezd! Voda je teda veľmi zaujímavou zlúčeninou týchto spomenutých dvoch prvkov. Keď sa pozrieme na ich percentuálne zastúpenie vo vesmíre, povieme si, že nie je prekvapivé, že sa voda vo vesmíre nachádza v hojnom množstve a že nie je raritou.
Aby to nevyznelo tak banálne – až také jednoduché to nie je. Aby z vodíka a kyslíka vznikla voda, potrebuje k tomu vhodné teploty a tlak. Reakcia najlepšie prebieha pri teplotách nad 100°C. To môže byť vo vesmíre celkom zapeklitá záležitosť – v ňom totiž nájdeme buď mrazivé skoro vákuum alebo extrémne vysoké hviezdne teploty dosahujúce niekoľko desiatok tisíc, či miliónov stupňov, kde sa voda rozpadá na oba prvky. Vhodné príležitosť je v dobe vzniku planét.
A ako je to teda so vznikom vody na našej bledomodrej bodke zvanej Zem? Možností je viacero.
Mnoho desaťročí sme sa prikláňali k tomu najjednoduchšiemu vysvetleniu – na mladú Zem dopravili vodu ľadové telesá – „špinavé snehové gule“ - kométy. Otázkou je, kedy? Či v období jej vzniku alebo až po sformovaní samotnej Zeme.
Predpokladalo sa, že po vzniku Zeme bol jej povrch suchý a až milióny rokov bombardovania priniesli na ňu vodu.
Uvažovalo sa aj nad tým, že voda musela byť na zemský povrch dopravená asteroidmi a kométami až v neskoršom období – 800 miliónov rokov po sformovaní Zeme, keď sa zemský povrch dostatočne ochladil.
Teraz však máme lepšie možnosti overovania tejto teórie. Spektroskopické snímky z veľkých vzdialeností vystriedalo priame skúmanie kometárneho jadra. Sonda Rosetta vyslaná ku kométe 69P/Churyumov-Gerasimenko sa pridala k skúmaniu pôvodu vody na našej planéte. Merala izotopické zloženie vody – teda pomer medzi vodíkom (H) a ťažkým vodíkom (alebo deutériom D). Zistila, že pomer D/H je približne 3-krát vyšší ako na Zemi. Doposiaľ máme zmerané dáta z 11 komét a len v prípade jedinej kométy (kométy 103P/Hartley z Jupiterovej rodiny) je izotopické zloženie vody také ako máme na Zemi. Tento fakt spochybňuje naše doterajšie predpoklady o kometárnom pôvode vody na Zemi. K nim sa pridáva ešte jeden - množstvo vody viazanej na kométach je príliš malé na to, aby mohlo zásobiť vodou všetky oceány na Zemi. A asteroidy jej obsahujú ešte menej. Tých by muselo na povrch Zeme dopadať omnoho viac. Taktiež je otázne, ako v dobe formovania Zeme – pred 4,6 miliardami rokov – mohla vzniknúť voda za tak vysokých teplôt. Zásoby vody by sa mali rovno vypariť!
Kozmické telesá obsahujú rôznorodú zmes izotopov chemických prvkov. Tie zemské sa však viac podobajú izotopom, ktoré sa nachádzajú na Mesiaci. Z toho vyplýva, že nejakú časť vody musela Zem získať ešte pred svojim konečným sformovaním – v hlavnej etape svojho rastu. Po zrážke proto-Zeme s planétou veľkosti Marsu, ktorá spôsobila vznik nášho Mesiaca, väčšina vody, ktorá bola na proto-Zemi prítomná, pravdepodobne túto zrážku prežila. A len 5 až 30% vody na Zemi bolo na jej povrch dopravených prostredníctvom asteroidov a komét neskôr, po sformovaní Zeme.
Jednoznačnú teóriu o pôvode vody na Zemi komplikuje ešte jeden objav. Zistilo sa totiž, že pod zemským povrchom sa nachádzajú obrovské rezervoáre vody s trojnásobným objemom všetkých povrchových morí a oceánov. Odkiaľ sa také množstvo vody mohlo vzať? Vedci uvažujú nad tým, či voda na Zemi nebude predsa len pozemského pôvodu... Na definitívnu odpoveď si teda ešte počkáme.
Dovoľte ešte krátky pohľad na možnosti prítomnosti vody v Slnečnej sústave. Merkúr napriek svojej extrémne vysokej teplote môže mať ľad nachádzajúci sa v polárnych kráteroch, kam Slnko nesvieti. Prítomnosť vody na Venuši (vyjmuc 0,002 % vodnej pary nachádzajúcej sa v jej atmosfére) je vylúčená z dôvodu veľmi hustej atmosféry a infračerveného žiarenia, ktoré zohrieva jej povrch vysoko nad bod varu vody, čím robí jej existenciu nemožnou. Čo sa týka červenej planéty Mars, mnohé dôkazy nasvedčujú, že pred niekoľkými miliónmi rokov sa voda v tekutom stave nachádzala napríklad vo Valles Marineris. Okrem toho nájdeme zamrznutú vodu na jeho polárnych čiapočkách. Voda sa v malom množstve nachádza aj v atmosfére Jupitera, no z hľadiska výskytu vody je zaujímavý jeho mesiac Európa, ktorý je v podstate ľadom obalená kamenná guľa a nie je vylúčené, že pod jeho povrchom nájdeme aj oceán s vodou v kvapalnom skupenstve. Na povrchu Saturna síce vodu nenájdeme, táto planéta je však zaujímavá svojou hustotou – je tak nízka, že keby sme Saturn ponorili do vody nepotopil by sa, ale plával by na hladine. To naznačuje možnosť prítomnosti vody síce nie na jeho povrchu, ale v jeho jadre. A poslední dvaja plynní obri – Urán a Neptún sú príliš hmotní na to, aby sa na ich povrchu nachádzal vodík. Ľad je teda zložkou ich jadra.
A na úplný záver jedna zaujímavosť Vedeli ste, že na Titáne, najväčšom mesiaci planéty Saturn, padajú metánové dažde, ktoré napĺňajú jazerá, rieky a potoky na jeho povrchu? A že v hustej atmosfére Venuše prší kyselina sírová a sneží kov? ... Svet okolo nás je proste úžasný!
Autorka textu: Viktória Zemančíková
Fotografie poskytol: Tomáš Slovinský
