Dihydrogen oxide neboli oxidan: odkud se vzala voda na Zemi

Když jsem se trochu naučil číst, narazil jsem ve školní knihovně při hledání Babičky Boženy Němcové zcela náhodně na brožuru RNDr. Jáchyma Babláka CSc. s mnohaslibným názvem Voda. Z ní jsem se dozvěděl, že voda, s chemickým vzorcem H2O a systematickým názvem oxidan, je chemická sloučenina vodíku a kyslíku. Spolu se vzduchem, resp. zemskou atmosférou, tvoří základní podmínky pro existenci života na Zemi. Za normální teploty a tlaku je to bezbarvá, čirá kapalina bez zápachu, v silnější vrstvě namodralá. V přírodě se vyskytuje ve třech skupenstvích: v pevném – led a sníh, v kapalném – voda a v plynném – vodní pára. Voda sice nepatří mezi živiny, ale je pro lidský organizmus nezbytná. Tvoří prostředí pro životní děje, je rozpouštědlem většiny živin, pomáhá regulovat tělesnou teplotu a umožňuje trávicí procesy. Díky pravidelné výměně vody můžeme z těla vyplavovat škodlivé látky. Především u minerálních vod však dochází k usazování minerálů v těle. Dospělý člověk by měl denně přijmout 2–3 litry vhodných tekutin (tj. včetně vody obsažené v jídle), při velké fyzické zátěži i více. Nesmí se však přijímat velké množství vody nárazově, aby zatížené ledviny zvládly vyloučit takové množství. Člověk vydrží nejdéle bez vody 7–10 dní. Při dlouhodobém nedostatku vody může dojít k tvorbě ledvinových kamenů a krátkodobý nedostatek se projeví žízní, nevolností, slabostí a křečemi. Dále je důležité dbát na pitný režim u dětí a seniorů, kteří jsou náchylnější k dehydrataci, onemocnění ledvin a močových cest. Výjimkou jsou děti do věku šesti měsíců, u kterých podávání vody není doporučováno. Jejich hydrataci zcela zajistí mateřské či umělé mléko. Nedoporučuje se pít při jídle ani po něm, aby se nesnižovala účinnost trávení. Vodu ztrácíme denně v podobě moči (1,5–2 l), pocením, plícemi (při dýchání se za 24 hodin vyloučí asi 400 ml vody) a stolicí. Nesmíme ovšem zapomínat i na její stinné stránky. Svědčí o tom nemalý počet každoročně utonulých. Absence vody na Zemi by ovšem lidem přinesla řadu nečekaných problémů a mohla by vést i k zániku mnoha profesí. V krátkosti uvedu jen některé. Co by asi tak brázdili námořníci, kdyby nebylo vodních hladin? Co by hloubili studnaři a čím by hospodští ředili alkoholické nápoje? Jakub Krčín z Jelčan by nepostavil jediný rybník. Pokrývači a výrobci deštníků by přišli o zdroj příjmů. Z vodníků a vodních víl by se rázem stali bezdomovci. Jedině snad mlynáři by mohli přejít z vody k větrům. Tak bych mohl pokračovat donekonečna.

Všechny takto nasbírané informace mě přivedly na myšlenku zjistit, jak se vlastně na Zemi ta voda vzala. Usilovným bádáním s pomocí dědova vojenského dělostřeleckého dalekohledu jsem došel k závěru, že voda mohla vzniknout na povrchu meteoritů bombardováním hvězdným a v případě planety Země též slunečním větrem. Dovoluji si přinést můj pohled na interakci kosmického záření s minerály a význam těchto procesů pro tvorbu a distribuci vody v planetárních systémech. Předpokládám, že se voda dostala na naši planetu – tedy že se tak stalo již při formování Sluneční soustavy před více než 4,5 miliardy let, nebo až později, např. prostřednictvím dopadu těles v době tzv. pozdního velkého bombardování asteroidů, které do Země narážely. Nejprve se vám pokusím připomenout, co je pozdní velké bombardování. Jako pozdní velké bombardování se nazývá důležité období Sluneční soustavy před zhruba 4,1 až 3,8 miliardy let, během něhož byla oblast vnitřních planet „bombardována“ velkými asteroidy. Metodou teplotně programované desorpce jsem zjistil, že ono bombardování kyslíkatých minerálů atomy vodíku vede k tvorbě molekul vody, které se pevně vážou na povrchu minerálů. Tyto molekuly zůstávají stabilní i při velmi nízkých tlacích a odolávají vysokým teplotám, což umožňuje jejich dlouhodobé udržení a transport na velké vzdálenosti vesmírem. Výsledky mého bádání naznačují, že hvězdný vítr by mohl hrát klíčovou roli při přísunu vody nejen na Zemi, ale i na jiná tělesa ve Sluneční soustavě, i mimo ni, například v jiných exoplanetárních systémech. Adsorpční kapacita meteoritů se pohybuje mezi 0,09 a 0,7 procenty. Tyto hodnoty naznačují, že pevný materiál doručený na Zemi během období pozdního velkého bombardování – odhadem na 1019 až 1020 kilogramů – by mohl přispět k množství uvolněné vody, které dnes tvoří oceány.

Moje hypotéza podporuje teorii, že původ vody může souviset s procesy na povrchu prachových zrn a minerálů vystavených kosmickému záření. Takto se snažím vysvětlit původ vody nejen v našem solárním systému, ale i ve vzdálenějších částech vesmíru, kde hvězdný vítr neustále doplňuje zásoby nahromaděné vody na površích asteroidů nebo jiných kosmických těles a jejich pomocí transportuje vodu za kosmických podmínek na obrovské vzdálenosti. Moje studie je příkladnou ukázkou vzájemného prolínání celé řady vědních oborů, zde moderního nanotechnologického výzkumu v oblasti polovodičových materiálů, spolu s molekulární spektroskopií vysokého rozlišení a jejich finálním uplatněním v současné astronomii. Kromě výzkumu původu vody ve vesmíru a na Zemi se zabývám například i původem metanu na Marsu. Ale o tom až příště.

Názor autora se nemusí shodovat s názorem redakce.
Pokud vás článek zaujal, nebo s ním naopak nesouhlasíte, budeme rádi za váš komentář níže.
Uvítáme také podněty a návrhy, jak naši práci dále zlepšovat, které nám můžete zaslat také na e‑mail redakce@obzor-casopis.cz

Děkujeme.