Chemicy odkryli, że znaczna część wód Oceanu Światowego nie dotarła na Ziemię z kosmosu, ale w wyniku rozkładu dwóch form krzemianów magnezu, które znajdowały się w jej centrum we wczesnych stadiach powstawania planety. Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym „Physical Review Letters”.

Postawiono hipotezę, że komety mogą dostarczać nam wodę, ale najwyraźniej znaczenie tego źródła jest bardzo małe. Faktem jest, że skład izotopowy wody na Ziemi i w kometach znacznie się różni. Zaproponowano zatem teorię wyjaśniającą, w jaki sposób woda mogła jakoś przetrwać pierwsze epoki formowania się Ziemi w głębokich warstwach jej wnętrzności.

Naukowcy sugerują, że woda uderzyła w Ziemię po jej wystąpieniu w wyniku długiego bombardowania zawierających ją asteroid lub komet. Mimo powszechnej akceptacji, obie te teorie nie są w stanie wyjaśnić ani składu izotopowego wody lądowej, ani jej całkowitej ilości na powierzchni planety. Wreszcie znaleziono wyjaśnienie tej anomalii, badając właściwości różnych minerałów, które mogły znajdować się we wnętrzu wczesnej Ziemi jeszcze przed tak zwanym różnicowaniem. Geolodzy opisali proces, w którym cięższe pierwiastki i minerały opadają w kierunku jądra planety, a lżejsze substancje „pływają” w kierunku jej powierzchni.

Chemicy zasugerowali, że w proces różnicowania mogą być zaangażowane egzotyczne minerały, których nie ma we wnętrzu współczesnej Ziemi. Mogłyby odegrać ważną rolę w tworzeniu jej jądra, płaszcza, a także w gromadzeniu pierwotnych rezerw wody na powierzchni planety. Obliczono właściwości takich minerałów przy ultrawysokich ciśnieniach panujących w jądrze i dolnych warstwach płaszcza Ziemi. Zgodnie z tymi obliczeniami tylko dwa minerały pozostały stabilne w takich warunkach, z których oba były kombinacją cząsteczek krzemianu magnezu i wody.

Następnie ustalono, że obie te formy krzemianu magnezu stają się niestabilne po obniżeniu ciśnienia, co powoduje ich rozpadanie się i uwalnianie dużych ilości wody. Coś podobnego zaczęło się dziać na wczesnej Ziemi około 30 milionów lat po jej utworzeniu, kiedy krzemiany magnezu zaczęły być wypychane przez rosnące metalowe jądro do sąsiednich warstw płaszcza. W ciągu następnych 100 milionów lat te krzemiany zaczęły unosić się na powierzchni Ziemi i stopniowo się rozkładać. Taka teoria, jak zauważają naukowcy, dobrze wyjaśnia, dlaczego skład izotopowy wód lądowych i wilgoci z komet i asteroid jest bardzo zróżnicowany. Jednocześnie chemicy nie wykluczają, że znaczna część wody mogła zostać sprowadzona na Ziemię z kosmosu.

Z kolei naukowcy sugerują, że brak dużych rezerw wody na współczesnym i starożytnym Marsie wynika z faktu, że ciśnienie w jego centrum było zbyt niskie, aby „wodonośne” krzemiany magnezu pozostały tam stabilne. W rezultacie większość marsjańskiej wody musiała wyparować w kosmos, a pozostałe rezerwy marsjańskiej wody powinny być bardzo zbliżone składem izotopowym i właściwościami do wilgoci z asteroid i meteorytów. Planetolodzy będą mogli przetestować tę teorię w nadchodzących dziesięcioleciach, kiedy na Ziemię trafią pierwsze próbki skał z Marsa.