Земля не була сформована, щоб містити необхідні хімічні речовини для початку життя. Одна добре підтримувана теорія, яка називається "теорією пізнього шпону", припускає, що летючі хімічні речовини, необхідні для життя, надійшли задовго після утворення Землі, принесені сюди метеоритами. Але нове дослідження кидає виклик теорії пізнього шпону.
Докази свідчать, що Місяць був створений, коли планета розміром Марса на ім'я Тея зіткнулася із Землею. Удар створив кільце сміття, з якого утворився Місяць. Тепер це нове дослідження говорить про те, що такий же вплив, можливо, доставив необхідні хімічні речовини для життя молодій Землі.
"Наш - це перший сценарій, який може пояснити терміни та доставку <летких речовин> таким чином, що відповідає всім геохімічним доказам".
Співавтор Радждейп Дасгупта, кафедра земних, екологічних та планетарних наук, університет Райсу.
Вплив між Землею і Теєю стався близько 4,4 мільярда років тому, дуже рано в житті Землі. Саме тоді Земля, швидше за все, отримала більшу частину вуглецю, азоту та інших летких хімічних речовин, необхідних для існування життя. Нове дослідження - з університету Райсу та опубліковане в журналі Science Advances.
Вчені вивчали примітивні метеорити з ранньої Землі та інших скельних планет у внутрішній Сонячній системі. Вони виявили, що стародавні метеорити виснажені летючими хімічними речовинами, необхідними для життя. Це поставило питання, звідки взялися летючі хімічні речовини Землі?
"З дослідження примітивних метеоритів вченим було давно відомо, що Земля та інші скельні планети у внутрішній Сонячній системі є виснаженими летючими", - сказав співавтор дослідження Радждейп Дасгупта. "Але терміни та механізм нестабільної доставки були гаряче обговорені. Наш - це перший сценарій, який може пояснити терміни та терміни доставки таким чином, що відповідає всім геохімічним доказам ».
За даними команди, яка стоїть за дослідженням, вражаюча планета мала ядро, багате сіркою, а її мантія та кора містили летючі речовини. Під час зіткнення із Землею він впорскував у земну кору хімічні речовини, необхідні для життя, як азот, вуглець, водень та сірка. Зіткнення також викинуло величезну кількість матеріалу в космос, який злився на Місяць.
"Ми виявили, що всі докази ... узгоджуються з впливом утворення місяця, пов'язаним з летючою планетою розміром Марса з ядром, багатим сіркою".
Damanveer Grewal, провідний автор дослідження, студент ступеня, Університет Райс.
Команда, що стоїть за цим дослідженням, провела експерименти в лабораторії, яка імітує умови високого тиску та високої температури, виявлені при формуванні ядра планети. Експерименти допомогли перевірити їх теорію, згідно з якою летючі речовини потрапили на Землю в результаті зіткнення планети з ядром, багатим сіркою.
Вміст сірки в основних планет донора має значення через неприємні масиви експериментальних даних про вуглець, азот та сірку, які існують у всіх частинах Землі, крім ядра. "Ядро не взаємодіє з рештою Землі, але все, що знаходиться над ним, мантія, кора, гідросфера та атмосфера, пов'язані між собою",
Провідний автор дослідження та аспірант Даманвеер Греваль заявив. "Матеріальні цикли між ними".
Вони випробували цю ідею за допомогою гіпотезованого ядра Землі, що містить різні рівні сірки. Вони хотіли знати, чи не містить ядра з високою сіркою вуглець, азот чи те і інше. В цілому вони виявили, що чим більший вміст сірки в ядрі, тим менше ймовірність, що вона буде містити летючі речовини. Принаймні, у випадку Землі.
Нітроген в основному не впливав », - сказав Греваль. "Він залишався розчинним у сплавах відносно силікатів, і лише почав виключатися з ядра при найвищій концентрації сірки".
Використовуючи результати цих експериментів, вони провели понад мільярд симуляцій, щоб з'ясувати, як Земля могла отримати свої летючі хімічні речовини. «Ми виявили, що всі докази - ізотопні підписи, коефіцієнт вуглецю та азоту та загальна кількість вуглецю, азоту та сірки в силікатній силікатній Землі - узгоджуються з впливом місяця, що спричиняє зміну летучих ліній, планети розміром з ядром, багатим сіркою », - сказав Греваль.
Наслідки цього дослідження стосуються не тільки Землі. Вони також розповідають нам про те, як може виникнути життя на інших скелястих планетах в інших сонячних системах.
"Це дослідження свідчить про те, що скеляста планета, що нагадує Землю, отримує більше шансів придбати життєво важливі елементи, якщо вона формується і виростає від гігантських ударів з планетами, які відбирають різні будівельні блоки, можливо, з різних частин протопланетного диска", - сказав Дасгупта .
"Це усуває деякі граничні умови", - сказав Дасгупта. "Це показує, що життєво необхідні летючі речовини можуть надходити до поверхневих шарів планети, навіть якщо вони були вироблені на планетарних тілах, які зазнали формування ядра в дуже інших умовах".
Дасгупта заявив, що не здається, що основний силікат Землі сам по собі міг би досягти життєво необхідних мінливих бюджетів, які створили нашу біосферу, атмосферу та гідросферу. "Це означає, що ми можемо розширити наш пошук шляхів, що призводять до того, що на планеті збираються мінливі елементи, щоб підтримувати життя таким, яким ми його знаємо"
Робота команди входить до програми планет CLEVER (Цикли життєво важливих летючих елементів на Скелястих).
Джерела:
- Прес-реліз: Планетні зіткнення, які утворили Місяць, зробили можливим життя на Землі
- Дослідницька робота: Доставка вуглецю, азоту та сірки на силікатну Землю шляхом гігантського удару
- Космічний журнал: Катаклізмове зіткнення сформувало Місяць, але вбило Тею
- CLEVER Планети
