Земля не была сформирована, содержащая необходимые химические вещества для начала жизни. Одна хорошо обоснованная теория, называемая «теорией позднего шпона», предполагает, что летучие химические вещества, необходимые для жизни, появились намного позже образования Земли, привезенные сюда метеоритами. Но новое исследование бросает вызов теории позднего шпона.
Свидетельство показывает, что Луна была создана, когда планета размером с Марс по имени Тейя столкнулась с Землей. Удар создал кольцо обломков, из которого образовалась Луна. Теперь, это новое исследование говорит, что такое же воздействие могло доставить необходимые химические вещества для жизни на молодую Землю.
«Наш первый сценарий может объяснить сроки и доставку <летучих веществ> таким образом, который согласуется со всеми геохимическими данными».
Соавтор Радждип Дасгупта, Департамент наук о Земле, окружающей среде и планетах, Университет Райса.
Удар между Землей и Тейей произошел около 4,4 миллиарда лет назад, очень рано в жизни Земли. Именно тогда Земля, скорее всего, получила большую часть углерода, азота и других летучих химических веществ, необходимых для существования жизни. Новое исследование из Университета Райса опубликовано в журнале Science Advances.
Ученые изучили примитивные метеориты с ранней Земли и других скалистых планет во внутренней Солнечной системе. Они обнаружили, что древние метеориты лишены летучих химических веществ, необходимых для жизни. Возникает вопрос: откуда взялись летучие химические вещества Земли?
«Из исследования примитивных метеоритов ученые давно знают, что Земля и другие каменистые планеты во внутренней солнечной системе истощены летучими веществами», - сказал соавтор исследования Радждип Дасгупта. «Но сроки и механизм энергозависимых поставок горячо обсуждаются. Наш первый сценарий, который может объяснить сроки и доставку таким образом, который согласуется со всеми геохимическими данными ».
По данным группы исследователей, на ударной планете было ядро, богатое серой, а в его мантии и коре были летучие вещества. Когда он столкнулся с Землей, он ввел химические вещества, необходимые для жизни, такие как азот, углерод, водород и сера, в земную кору. Столкновение также выбросило огромное количество материала в космос, который объединился в Луну.
«Мы обнаружили, что все доказательства ... согласуются с формирующим луну ударом с участием летучей несущей планеты размером с Марс с богатым серой ядром»
Даманвир Гревал, ведущий автор исследования, аспирант Университета Райса.
Команда этого исследования провела эксперименты в лаборатории, которая имитирует условия высокого давления и высокой температуры, обнаруженные при формировании ядра планеты. Эксперименты помогли проверить их теорию, согласно которой летучие вещества попали на Землю в результате столкновения с планетой с ядром, богатым серой.
Содержание серы в ядре планеты-донора имеет значение из-за удивительного множества экспериментальных данных об углероде, азоте и сере, которые существуют во всех частях Земли, кроме ядра. «Ядро не взаимодействует с остальной частью Земли, но все, что находится над ней, мантия, кора, гидросфера и атмосфера, все связаны»
сказал ведущий автор исследования и аспирант Damanveer Grewal. «Материальные циклы между ними».
Они проверили идею с гипотетическим ядром Земли, содержащим различные уровни серы. Они хотели знать, исключает ли ядро с высоким содержанием серы углерод, азот или и то, и другое. В целом они обнаружили, что чем больше содержание серы в ядре, тем меньше вероятность того, что оно будет содержать летучие вещества. По крайней мере, в случае Земли.
Азот практически не пострадал », - сказал Гревал. «Он оставался растворимым в сплавах по отношению к силикатам, и только начал исключаться из ядра при самой высокой концентрации серы».
Используя результаты этих экспериментов, они провели более миллиарда симуляций, чтобы выяснить, как Земля могла получить свои летучие химические вещества. «Мы обнаружили, что все свидетельства - изотопные сигнатуры, отношение углерода к азоту и общее количество углерода, азота и серы в объемной силикатной Земле - согласуются с лунообразующим воздействием с участием летучих подшипников, Марса. размером с планету с высоким содержанием серы », - сказал Гревал.
Последствия этого исследования касаются не только Земли. Они также рассказывают нам кое-что о том, как может быть жизнь на других каменистых планетах в других солнечных системах.
«Это исследование показывает, что у каменистой, подобной Земле планеты больше шансов приобрести жизненно важные элементы, если она образуется и растет в результате гигантских ударов с планетами, которые пробовали разные строительные блоки, возможно, из разных частей протопланетного диска», - сказала Дасгупта. ,
«Это устраняет некоторые граничные условия», - сказал Дасгупта. «Это показывает, что жизненно важные летучие вещества могут поступать в поверхностные слои планеты, даже если они были созданы на планетарных телах, которые подверглись образованию ядра в очень разных условиях».
Дасгупта сказал, что, похоже, сам по себе объемный силикат Земли не смог бы достичь жизненно важных энергозависимых бюджетов, которые производили нашу биосферу, атмосферу и гидросферу. «Это означает, что мы можем расширить наш поиск путей, которые ведут к тому, что изменчивые элементы собираются вместе на планете, чтобы поддерживать жизнь, какой мы ее знаем».
Работа команды является частью программы CLEVER Planets (Циклы жизненно важных летучих элементов на скалистых планетах).
Источники:
- Пресс-релиз: Планетное столкновение, которое сформировало Луну, сделало жизнь на Земле возможной
- Исследовательская работа: Доставка углерода, азота и серы в силикатную Землю под гигантским воздействием
- Космический Журнал: Катаклизм Столкновение сформировало Луну, но Убило Тейю
- УМНЫЕ Планеты
