Новое исследование обнаружило, что древнее столкновение, которое сформировало Луну, могло также принести с собой все необходимые компоненты для жизни
Более 4,4 миллиарда лет назад тело размером с Марс врезалось в примитивную Землю, запуская нашу луну на постоянную орбиту вокруг нашей планеты.
Но новое исследование показало, что это событие могло оказать гораздо большее влияние, чем считалось ранее. Ученые сообщили сегодня (23 января) в журнале Science Advances, что столкновение могло бы также наполнить нашу планету углеродом, азотом и серой, необходимыми для формирования жизни.
Тогда Земля была немного похожа на Марс сегодня. У него было ядро, и у него была мантия, но его неосновная часть была очень бедна летучими элементами, такими как азот, углерод и сера.
Элементы в неядерных частях нашей планеты, называемые «объемной силикатной Землей», могут смешиваться друг с другом, но они никогда не взаимодействуют с элементами ядра. Хотя некоторые летучие вещества существовали в ядре, они не могли пробиться к внешним слоям планеты. И тогда произошло столкновение.
Одна теория гласит, что особые виды метеоритов, называемые углеродистыми хондритами, врезались в Землю и дали объемной силикатной Земле эти летучие элементы. Эта идея основана на том факте, что соотношения различных версий - или изотопов - азота, углерода и водорода, по-видимому, совпадают с найденными на этих метеоритах. Итак, сторонники теории утверждают, что источником этих элементов должны быть метеориты.
Но есть только одна проблема: соотношение углерода и азота отключено.
В то время как в метеоритах содержится около 20 частей углерода на одну часть азота, в неосновном материале Земли содержится около 40 частей углерода на каждую часть азота, согласно автору исследования Damanveer Grewal, доктору философии четвертого курса. студент факультета наук о Земле, окружающей среде и планетах в Университете Райса в Хьюстоне, штат Техас.
Древнее столкновение
Итак, группа авторов исследования решила проверить другую теорию: что, если другая планета принесла вкусности?
«Земля могла столкнуться с множеством разных видов планет», - сказал Гревал. Может ли одна из этих планет дать объемной силикатной Земле правильную пропорцию элементов?
Если бы это столкновение произошло, два планетарных ядра слились бы, и две мантии слились бы.
Итак, они намеревались создать возможную планету, которая могла бы столкнуться с нашей.
В лаборатории, в специальной печи, Гревал и его команда создали высокотемпературные условия высокого давления, при которых могло бы сформироваться ядро планеты. В капсулах графита (форма углерода) они объединяли металлический порошок (который представляет собой ядро и включает такие элементы, как железо, связанное с азотом) с различными пропорциями силикатного порошка (смесь кремния и кислорода, предназначенного для имитации гипотетической планеты. мантии).
Изменяя температуру, давление и пропорции серы в своих экспериментах, команда создала сценарии того, как эти элементы могли бы разделиться между ядром и остальной частью гипотетической планеты.
Они обнаружили, что углерод гораздо менее склонен связываться с железом в присутствии высоких концентраций азота и серы, в то время как азот связывается с железом, даже когда присутствует много серы. Таким образом, чтобы исключить азот из ядра и присутствовать в других частях планеты, он должен содержать очень высокие концентрации серы, сказал Гревал.
Затем они использовали эти возможности в симуляции вместе с информацией о том, как ведут себя различные летучие элементы, а также о современных количествах углерода, азота и серы во внешних слоях Земли.
Проведя более 1 миллиарда симуляций, они обнаружили, что сценарий, который имел больше всего смысла - тот, который имел наиболее вероятное время и мог привести к правильному отношению углерода к азоту - был сценарием, который предполагал столкновение и слияние Земли с Планета размером с Марс, которая содержала от 25 до 30 процентов серы в своем ядре.
Эта теория "очень вероятна", - сказала Селия Далоу, экспериментальный петролог из Центра исследований и геохимии во Франции, который не участвовал в исследовании. «Эта работа является очень успешным результатом многолетних исследований различных команд».
