Näytämme, että veden on mahdollista muodostua Maapallon luonnollisessa ympäristössä sen sijaan, että se olisi Maan ulkopuolista alkuperää.

John Tse
  • Mistä vesi on tullut maapallolle?
  • Miksi komeettojen hännissä voidaan havaita vettä, mutta komeettojen pinnalla vettä ei ole havaittu?
  • Onko kaikki vesi maapallon vesikierrossa vanhaa vai voiko sitä syntyä lisää?
Kuvaaja Rifqi Ramadhan palvelusta Pexels

Johdanto

Vesi eli H2O on kaikille tuttu kemiallinen yhdiste. Se on planeettamme yleisin yhdiste ja sitä pidetään hyvällä syyllä elämän edellytyksenä. Vesi koostuu kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista, jotka muodostavat stabiilin molekyylin. Sen sijaan erotettuna vedyksi ja hapeksi nämä alkuaineet ovat herkästi reagoivia.

Vesikiertoa maapallolla kutsutaan hydrologiseksi kierroksi, jossa Auringon lämpövaikutus haihduttaa vettä ilmakehään, ilmakehässä vesi tiivistyy ja sataa maahan, josta se imeytyy lopulta maahan (osittain pohjavedeksi) ja aloittaa kiertonsa alusta.

Aleksi Kinnunen / Public domain

Veden alkuperä maapallolla on ollut pitkään suuri mysteeri, johon ei olla osattu antaa varmaa vastausta. Eri teorioita on useita, mutta yleisen tieteellisen käsityksen mukaan maapallo on syntynyt kuivana ja veden oletetaan vähitellen tulleen maapallolle vettä sisältävien komeettojen mukana tai vaihtoehtoisen teorian mukaan aurinkokuntaamme ympäröivästä muinaisesta kaasupilvestä (nebula), josta meidänkin planeettammekin oletetusti muotoutui. ​1​​*​

Meteoriittivesi?

Meteoriittiteoriaan maapallon veden alkuperänä on vaikea uskoa. Maapallolla on valtavasti vettä ja ajatus siitä, että kaikki se olisi tullut komeettojen mukana, kuulostaa epärealistiselta. Miksei esimerkiksi Marsissa, jossa muuten on suhteellisen samankaltaiset olosuhteet kuin maapallolla, ole sitten vastaavasti suurta määrää meteoriittien tuomaa vettä? Kuinka paljon vettä komeetoissa todistetusti edes on?

Astrofysiikassa komeettoja pidetään ”likaisina lumipalloina”, sillä niiden oletetaan olevan löyhästi kasassa olevia kasoja lunta, jäätä ja kiveä. ​2​ Kaikki tämä on kuitenkin vain oletusta pohjautuen havaintoihin komeettojen hännissä havaitulle vedelle. Jos spektrianalyysi havaitsee vesimolekyylejä komeetan hännässä, niin tarkoittaako se, että komeetan täytyy koostua suurelta osin vedestä?

Näin voisi helposti olettaa, mutta komeettojen pinnalla vettä ei kuitenkaan olla havaittu, vaikka komeettoja on päästy tutkimaan läheltä ja luotaimiakin ollaan komeetalle onnistuttu laskemaan​†​.

Likainen lumipallo vai kuiva murikka? ESA/Rosetta/NAVCAM.

Luotainten epäonnistuttua havaitsemaan vettä komeettojen pinnalla, asiantuntijat ovat tulleet siihen johtopäätökseen, että veden täytyy olla piilossa komeettojen sisällä, josta se suihkuaa avaruuteen. ​3​ Tämä johtopäätös on vallitseva näkemys siitäkin huolimatta, että vesimolekyylejä on havaittu esimerkiksi myös aurinkokunnan suurimmassa metallisessa komeetassa, 16 psyche:ssä.​‡​

Ongelmaan on olemassa toinenkin vaihtoehto, jota valtavirtatiede ei kuitenkaan syystä tai toisesta halua huomioida.

Sähkökemiallinen veden synty

Sähkökemiaan perehtynyt Tohtori Franklin Anariba esittää, että komeetoissa tapahtuu monimutkaisia sähkökemiallisia prosesseja. Nämä sähköiset prosessit tapahtuvat Auringon (+) ja komeetan (-) välisen sähköpotentiaalieron vaikutuksesta.

Komeettojen ytimet koostuvat pääasiassa siirtymämetalleista (esim. rauta, mangaani ja kupari) ja silikaatista (piidioksidi). Sähkövirran avulla näistä alkuaineista voi syntyä uusia yhdisteitä – mukaan lukien vettä – , joita voimme havaita esimerkiksi komeetan ympärillä tai sen plasmahännässä.

Anariban mukaan sähkökemiallinen malli ottaa huomioon

-Havaitun vetykaasupilven koman ympärillä
-Plasman syntymisen komeetalla (koma)
-Pölyhännän muodostumisen
-Ionisoituneen plasmahännän
-Ja äkillisen kaasun tuoton komeetoissa

Jos kivisillä (ja metallisilla) komeetoilla vettä voi sähkökemiallisen prosessin seurauksena syntyä spontaanisti, niin olisiko silloin mahdollista, että myös kuivana syntyneen maapallon vesi on lähtöisin samankaltaisista prosesseista?

Syntyikö maapallon vesi planeettamme sisällä?

Maapallon veden alkuperälle on ollut pitkään marginaalisia teorioita, joiden mukaan vesi syntyykin syvällä maapallon kuoren sisällä sen sijaan, että sillä olisi ulkopuolinen alkuperä.

Stephan Riessin (1898–1985) perustaman primary water-instituutin mukaan veden alkuperä on syvällä maapallon sisällä, jossa vettä on säilössä huomattavasti suurempi määrä kuin valtamerissä on yhteensä. Tätä vettä Riess kutsui primaarivedeksi, sillä tämän katsotaan olevan vettä, joka ei koskaan ole ollut mukana yleisesti tunnetussa veden kiertokulussa. Vähitellen noustessa pinnalle primaarivesi tulee osaksi toissijaista veden kiertoa. Riess toimi muun muassa kaivojen poraajana ja hänen mukaansa hän osasi löytää paikkoja, joista primaarivettä pääsee pinnalle.

Löytöni laitettiin käytännön kokeeseen etsimällä ja poraamalla lukuisia kaivoja. Saavutukset näistä testeistä oli 70 tuottavaa kaivoa 72 yrityksestä, kaikki on porattuna kovaan kallioon, ja kaikki sijaitsevat ongelma-alueilla, joita on yleisesti pidetty tuottamattomina.

Stephan Riess

Newscientist kertoi vuonna 2017 kanadalaisesta tutkimuksesta, jonka mukaan vettä syntyy maapallon kuoren sisällä 1400 asteen kuumuudessa ja valtavassa paineessa reagoiden piidioksidin ja nestemäisen vedyn kanssa​§​. Kyseisen artikkelin mukaan joissakin tutkimuksissa on esitetty, että maapallon sisässä on ”useamman valtameren verran” vettä vangittuna kvartsikiven sisässä.​4​

Lopuksi

Silikaatti eli piidioksidi eli kvartsi näyttää olevan yhteinen tekijä sekä sähkökemiallisesti vettä synnyttävissä komeetoissa että veden synnyssä maapallon sisällä. En osaa varmuudella sanoa onko maapallon sisäinen veden syntymisprosessi myös sähkökemiallinen, kuten komeetoissa. Se on kuitenkin tiedossa, että suuri paine saa aikaan mineraaleissa piezo-sähköä, joten tämän voisi olettaa olevan osatekijä lämpötilan ja paineen kanssa uuden veden syntymiselle.

Mikäli tämä on totta, maapallolla ei koskaan ole ollutkaan todellista vesikriisiä, vaan makeaa vettä on tarjolla enemmän kuin ihmiskunta edes tarvitsee. Se sijaitsee vain pohjavettä paljon syvemmällä ja siihen käsiksi pääsemiseksi tarvitsee vain porata syvempiä reikiä tai löytää alueita – kuten Riessin väitetään tehneen – joista primaarivesi pääsee kallion halkeamista nousemaan helposti pinnalle asti.

Lopuksi linkkaan tähän mielenkiintoisen videon (englanniksi), jossa Stephan Riess kommentoi Walter Russellin ajatuksia veden syntymisestä planeettojen sisällä.


  1. ​*​
    Tähän keskusteluun liittyy tieteellisessä keskustelussa isotoopit. Deuteriumin osuus normaalista vedystä on maapallon merissä samaa luokkaa, kuin komeettojen vedessä on havaittu. Tämän vuoksi on oletettu, että maapallon vesi on peräisin — ainakin osittain — astroroideista tai komeetoista.
  2. ​†​
    Esimerkiksi Rosetta tehtävä.
  3. ​‡​
    Kyseessä siis ei mikään likainen lumipallo!
  4. ​§​
    Huomaa, että piidioksidi (mineraalina kvartsi) on myös komeetoissa runsaasti esiintyvä aine. Voiko kyseessä olla samankaltainen prosessi?
  1. 1.
    Anderson P. How did Earth get it’s water? EarthSky. Published 2018. Accessed 2020. https://earthsky.org/space/origin-earths-water-asu-solar-nebula
  2. 2.
    Choi CQ. Comets: Facts About The “Dirty Snowballs” of Space. Space.com. Published 2017. Accessed September 7, 2020. https://www.space.com/53-comets-formation-discovery-and-exploration.html
  3. 3.
    Herkewitz W. 3 Surprising Comet Facts We’ve Already Learned from Rosetta. Popular Mechanics. Published 2014. Accessed September 7, 2020. https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a11020/3-surprising-comet-facts-weve-already-learned-from-rosetta-17066196/
  4. 4.
    Coghlan A. Planet Earth makes its own water from scratch deep in the mantle. NewScientist. Published 2017. Accessed 2020. https://www.newscientist.com/article/2119475-planet-earth-makes-its-own-water-from-scratch-deep-in-the-mantle/