Співробітниця Массачусетського технологічного інституту Лінда Елкінса-Тентон (Linda Elkins-Tanton) змоделювала освіта поверхневого водного океану на планетах різної маси з різним початковим вмістом води в їх речовині.

Визначити можливий склад речовини планет земної групи допомогло вивчення метеоритів. У результаті г-жа Елкінса-Тентон вибрала наступний діапазон первинного вмісту води: від 0,01 до 3 відсотків від загальної маси силікатної планети. Для порівняння можна навести відомі значення маси рідкої та замороженої води на поверхні Землі (1,4 • 1021 кг) і маси її мантії (6 • 1024 кг), отже, мінімально можлива концентрація H2O, при обчисленні якої силікатна мантія вважається абсолютно «сухий» , тут дорівнює 0,02%.

По своїй масі змодельовані планети перевершували Землю в 1-5 разів.

Оскільки практично всі утворюються при затвердінні первинного океану магми мінерали мають більшу щільність, ніж сама магма, затвердіння має йти знизу вгору. Крім того, що залишилася магма поступово збагачується водою і вуглецевими сполуками, що може природним чином приводити до появи водного океану на поверхні. Цей механізм, однак, працює тільки за тієї умови, що вихідне вміст води в океані магми перевищувало один відсоток. Настільки високі значення представляються автору малореальними.

Більш вірогідним дослідниця вважає потрапляння води з магми в атмосферу і подальша освіта океану при охолодженні поверхні до деякої критичної температури. Навіть мінімальне – 0,01% – вміст води дозволяє отримати океан глибиною у кілька сотень метрів; якщо зміст збільшити в 10 разів, глибина глобального океану зросте до 1-10 км.

Швидкість утворення океану при цьому можна вважати дуже високою. У випадку Землі моменти початку існування океану магми і остигання поверхні до потрібної температури рознесені всього на кілька десятків мільйонів років. На більш масивних планетах тривалість цього проміжку може збільшуватися на порядок. «Якщо водний океан з'явився невдовзі після зіткнення, яке призвело до утворення Місяця [близько 4,5 млрд років тому], то на розвиток життя залишається досить багато часу, – коментує астробіолог Дірк Шульце-Макух (Dirk Schulze-Makuch) з Університету штату Вашингтон . – Це може пояснити швидку еволюцію життя на Землі ».

Повна версія звіту буде опублікована в журналі Astrophysics and Space Science; препринт статті можна завантажити з сайту arXiv.

За матеріалами: ScienceNOW