Вода – это основа жизни, её фундаментальная сущность. Она не просто составляет большую часть любого живого организма на Земле – она формирует среду, в которой зародилась сама жизнь. Каждая клетка живого существа зависит от воды, а её уникальные физико-химические свойства делают возможным существование биологических процессов. Но что, если вода была не только источником жизни на нашей планете, но и сопровождала Вселенную с самых её ранних дней? Именно к таким выводам приходят исследователи, изучающие происхождение и строение первых галактик во Вселенной.
На Земле вода в изобилии и представлена многочисленными водоёмами. Это океаны, моря, реки, озёра и другие экосистемы, включая подземные, играющие ведущую роль в поддержании жизни на нашей планете. И всё же, вода – это не уникальное явление, присутствующее исключительно на Земле. На самом деле речь идёт о молекуле, состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Физики давно выяснили, что водород является одной из самых распространённых во Вселенной субстанций. Это наиболее простой и лёгкий элемент, образовавшийся в результате Большого взрыва. Кислород же, более сложный элемент, а учёные полагают, что он зародился значительно позже, внутри массивных звёзд. Сгорая, эти гиганты выбрасывали его в космос, наполняя Вселенную новыми химическими элементами.
Именно благодаря этим процессам, происходившим миллиарды лет, кислород стал одним из ключевых элементов во Вселенной. А позднее он вместе с водородом формировал молекулы воды, которые с течением времени всё больше наполняли космос. Принято считать, что количество воды во Вселенной увеличивалось по мере её эволюции: от первых звёзд к формированию галактик. Похоже, новое исследование, представленное учёными на платформе arXiv, бросает вызов общепринятым теориям. Отмечается, что вода могла быть гораздо более распространённой уже на самых ранних этапах существования Вселенной. Астрономы делят звёзды на три поколения. Наиболее молодыми принято считать звёзды, относящиеся к Популяции I. Такие звёзды богаты металлами, а наше Солнце принадлежит именно к этой группе. Популяция II имеет меньшее содержание металлов и включает более старые звёзды. Ну а самыми первыми появились звёзды, относящиеся к Популяции III. Они формировались исключительно из водорода и гелия, возникших после Большого взрыва. Это массивные и яркие звёзды, которые жили крайне недолго. Именно в их недрах происходил синтез кислорода, углерода и других элементов, необходимых для формирования воды.
Когда такие звёзды умирали, они взрывались как сверхновые, обогащая окружающее пространство элементами, включая кислород. Согласно новым моделям, даже в самых первых молекулярных облаках, образовавшихся после этих взрывов, могло содержаться огромное количество воды. По некоторым оценкам, воды было в десятки раз больше, чем в облаках, которые мы видим сегодня в Млечном Пути. Исследователи утверждают, что уже через 100-200 миллионов лет после Большого взрыва в молекулярных облаках было достаточно воды и других химических элементов, чтобы создать условия для возникновения жизни. Это удивительное открытие ставит новые вопросы: могла ли жизнь существовать в такие ранние времена? К сожалению, ответа на этот вопрос мы не получим ещё очень долго. Человечество пока не способно видеть так далеко, ну а особенности формирования ранней Вселенной ставят под сомнение долговременное существование первой жизни.
Причина в том, что даже несмотря на наличие воды, ионизация и другие процессы в молодой Вселенной могли разрушить значительное количество этих молекул. Таким образом, вода могла быть распространённой в первые эпохи, но затем её концентрация резко снизилась, пока звёзды более поздних поколений (Популяции II и I) вновь не начали активно восполнять её запасы. Учёные полагают, что вода на Земле не зародилась в результате внутренних процессов, а прибыла на нашу планету из далёкого космоса. Предполагается, что часть воды могла образоваться из остатков звёзд самых первых поколений, оставив нам загадочное напоминание о далёком прошлом. Команда исследователей отмечает, что вода не только связывает нас с жизнью на Земле, но и с историей Вселенной. Её происхождение и распространение – это ключ к пониманию того, как из хаоса Большого взрыва возникла сложная сеть химических и биологических процессов. Скорее всего, именно вода стала первым строительным материалом для жизни, а значит область поиска других цивилизаций сужается.
Если вас данная тема заинтересовала, самое время понять, какую роль на нашей планете играют водные ресурсы. Согласно научным выводам, вода покрывает около 71% поверхности Земли. Может показаться, что влаги так много, что её хватит навечно, но в реальности это не так. Если собрать всю воду на Земле в один шар, его диаметр составит всего около 1385 километров, а это немногим больше крошечного спутника Сатурна. Вся вода составляет около 0.02% от массы планеты, хотя именно влага делает Землю уникальной. Примечательно, что большая часть водных ресурсов Земли представлена солёной водой из океанов. Это 97.5% всех запасов, тогда как только 2.5% приходится на пресную воду. Но даже здесь не всё так просто, ведь большая часть из всех запасов скрыта в ледниках вечной мерзлоты, тогда как человечество располагает всего 1% от всей пресной воды. Чаще всего речь идёт о подземных источниках, реках, озёрах и атмосферной влаге, а всё это не только питает наши тела, но и уходит на полив растений и питьё животным. Все океаны содержат около 1.332 миллиарда кубических километров воды. Этого хватило бы, чтобы покрыть всю поверхность планеты слоем глубиной более 2.5 километров.
Каждый год около 500 тысяч кубических километров воды испаряется с поверхности Земли, поднимаясь в атмосферу. Примерно столько же возвращается обратно в виде осадков. Как уже было сказано выше, молекулы воды на Земле – это настоящие путешественники во времени. Некоторые из них могли образоваться миллиарды лет назад, ещё до появления жизни, продолжая циркулировать в природе даже сегодня. Человеческое тело на 60-70% состоит из воды. Это значит, что среднестатистический человек носит в себе около 40 литров воды. В целом люди используют ценные ресурсы крайне неэффективно. Например, на получение 1 килограмма риса требуется более 2000 литров воды, а на одну чашку кофе уходит около 140 литров. Здесь учитывается все циклы, включая полив, обработку и доставку до конечного покупателя. Хотя воды на Земле и много, её распределение крайне неравномерно. Миллионы людей по всему миру страдают от нехватки пресной воды, а проблема только усугубляется из-за изменения климата и роста населения. Бережное отношение к водным ресурсам – это ключ к выживанию, вот только большая часть людей относится к ценному ресурсу неразумно, что неминуемо приведёт к исчерпанию и загрязнению доступной пресной влаги на нашей планете.
