“空から降り、川底を駆け、蛇口から流れ出す水は、私たちの周りにありますが、それがどこから来るのかと考えることはない人が多いようです。 その答えは複雑で、満ち潮や雨雲をはるかに超えて、宇宙の起源にまでさかのぼります。
ビッグバン後まもなく、陽子、中性子、電子が100億度の熱の中で群れをなしていました。 数分後には、軽元素として知られる水素とヘリウムが、核合成と呼ばれるプロセスで、これらの原子の構成要素から形を成していたのです。 (重い元素は、星の内部や超新星爆発で軽い元素が核融合して初めて登場する。 やがて星は、酸素を含む重い元素を次々と宇宙へ送り出し、軽い元素と混ざり合っていったのです」
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もちろん、水素と酸素分子の生成と、その後の水の生成は別物です。 というのは、水素分子と酸素分子が混ざっても、水ができるまでには、やはり火花のようなエネルギーが必要だからです。 このプロセスは激しいもので、今のところ地球上で安全に水を作る方法は見つかっていません。
では、私たちの惑星はどのようにして海や湖、川で覆われるようになったのでしょうか。 答えは簡単で、まだわかっていませんが、アイデアはあります。 40億年近く前に、何百万もの小惑星や彗星が地球の表面に激突したという説があります。 月のクレーターだらけの地表を見れば、どのような状況であったかがわかる。 これらは通常の岩石ではなく、衝突時に放出された水を含んだ宇宙スポンジに相当するという提案です。
天文学者は小惑星や彗星が水を含んでいることを確認していますが、一部の科学者はこの理論には当てはまらないと考えています。 彼らは、地球の海のすべての水を説明するのに十分な衝突が行われたのかどうか疑問視しています。 また、カリフォルニア工科大学の研究者たちは、ヘール・ボップ彗星の水が地球の海よりもずっと多くの重水（別名HDO、水素原子1個、重水素原子1個、酸素原子1個）を含むことを発見しました。つまり、地球に衝突した彗星や小惑星はヘール・ボップと全く違うものか、地球が通常の水（別名H20、水素原子2個、酸素原子1個）を他の方法で得たかのどちらかです。 成層圏赤外線天文台（SOFIA）-2.7メートル（106インチ）の赤外線望遠鏡を尾部に突き出して高高度を飛行する747の改造機-からの観測を用いて、ウィルタネン彗星が2018年12月に地球に最接近したとき、非常に「海らしい」水蒸気を宇宙空間に放出したことを発見しました
ウィルタネンは他よりも多くの水蒸気を宇宙に放出する「超活発彗星」という特定のファミリーに所属しています。 研究者らは、観測されたH2OとHDOの比率を比較することでこれを推論しました。 地球の海は、重水素と水素の比率（D/H）が非常に決まっており、ウィルタネンも同じ比率であると思われます。 地上から赤外線を観測することは不可能なので、宇宙望遠鏡やSOFIA（大気の上空を飛ぶ）でなければ、彗星を確実に観測することはできないのです。 酸素は地球から放出された水素や他のガスと脱ガスとして知られるプロセスで結合し、その過程で地球の海や大気が形成されたのです。
日本の東京工業大学の科学者チームは、さらに別の理論を考案し、それは、厚い水素の層がかつて地球の表面を覆い、最終的に地殻の酸化物と相互作用して、この惑星の海を形成したのではないかと述べています。
最後に、2017年に報告されたコンピューターシミュレーションによって、少なくとも地球上のいくつかの水についてより近い起源が示唆されています。 それは、水が地球のマントルの奥深くで発達し、最終的には地震によって脱出する可能性があるというものです。
このように、水がどのように地球にやってきたかについては確実には言えませんが、水がやってきたことは幸運だったと言えます。
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