Původ vody ve vesmíru a na Zemi (Čs. časopis pro fyziku)

Rozhovor s profesorem Svatoplukem Civišem pro Československý časopis pro fyziku, 12. 12. 2024 (v souboru PDF zde)

Autorka: Jana Žďárská

Ukázka:

Rozhovor o vzniku vody na povrchu meteoritů bombardováním „stelárním“ a „solárním“ větrem

Vědci se již dlouhou dobu snaží zjistit, jakým způsobem vznikla nebo jak se dostala voda na planetu Zemi. Zdali se tak stalo již při formování Sluneční soustavy, nebo až později třeba prostřednictvím dopadu těles v době pozdního velkého bombardování (Late Heavy Bombardment - LHB) asteroidů, které do planety Země narážely. Astronomické poznání vesmíru v současnosti velice pokročilo a nabízí řadu řešení, jak se odpovědi na tuto fundamentální otázku přiblížit. O tom, co je nového v této oblasti laboratorního výzkumu, jsme hovořili s fyzikálním chemikem prof. RNDr. Svatoplukem Civišem, DSc., z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR.

Jana Žďárská: Působíte jako fyzikální chemik a mimo jiné se významnou měrou věnujete chemickému výzkumu vesmíru. Opakoval a testoval jste Millerovy–Ureyovy pokusy, týkající se vzniku aminokyselin za působení elektrických výbojů v prvopočátcích planety Země, studoval jste vznik metanu na Marsu a nyní jste s kolegy úspěšně publikoval článek o vzniku vod na Zemi v prestižním americkém časopise Astrophysical Journal. Přiblížili jste se díky tomu zase o krok blíže k poznání vzniku života na Zemi?

Svatopluk Civiš: Dlouhá léta se zabývám studiem polovodičových materiálů, celá řada z nich se vyskytuje v krystalické formě na Zemi i na planetách včetně meteoritů v hojné míře. Fascinují mě vlastnosti těchto materiálů i jejich přesah, funkce v přírodě kolem nás i mimo naši planetu. V této studii o vzniku vody ve vesmíru a původu vody na Zemi je to v pořadí již třetí jev, který mě nadchl a inspiroval k aplikacím spojeným s vesmírnou chemií. Nejprve to byla výměna kyslíku mezi pevnými oxidy kovů a oxidem uhličitým, metanogeneze, kdy dochází v kyselém prostředí k redukci oxidu uhličitého na metan a nyní interakce hvězdného větru (Stellar wind, nabité atomy vodíku H+) s kyslíkovými atomy vázanými v minerálech za následného vzniku vody.

JŽ: Původní práce, která nyní vyšla v časopise Astrophysical Journal, má poněkud obecnější název i charakter. Je určena pro širokou astronomickou obec a jmenuje se Stellar Wind Contribution to the Origin of Water on the Surface of Oxygen-containing Minerals (Příspěvek hvězdného větru ke vzniku vody na povrchu oxidických minerálů) a najdete ji v otevřeném přístupu na adrese: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad77cd. Mohl byste nám vysvětlit, co bylo motivací této práce?

SC: Chtěl jsem se laboratorními experimenty dostat k objasnění původu vody na naší planetě. Existuje řada teorií o původu vody na Zemi. Jedna z nich tvrdí, že voda na naší planetě je již od jejího počátku, tedy od formování Sluneční soustavy z protoplanetárního disku a je tady ve Sluneční soustavě a zároveň také na Zemi odpradávna. Viz obrázek 9. Odpůrci této teorie argumentují tím, že v době zhruba před 4 miliardami let došlo k oddělení Měsíce od Země impaktem asteroidu o velikosti Marsu. Tento náraz způsobil přetavení povrchu Země i Měsíce. Úvaha, že voda na naší planetě setrvala i přes obrovské teploty vzniklé při srážce obou těles, je málo pravděpodobná. Pak okamžitě vyvstane otázka, odkud se tedy voda na naši planetu dostala.