Планетарният сблъсък, създал Луната, може също да направи живота на Земята възможен

Новите проучвания сочат, че повечето основни елементи на Земята, включително въглеродът и азотът, които съставляват телата ни, може да са произлезли от друга планета и да са пристигнали по най-насилствен и драматичен начин.

Изследването на петролозите от университета Райс, публикувано в списанието Science Advances, предполага, че по-голямата част от жизненоважните елементи в живота са засяти на Земята преди 4,4 милиарда години при въздействието, което е създало Луната.

Един от съавторите на проучването Rajdeep Dasgupta, главен изследовател на финансираните от НАСА усилия, наречени CLEVER Planets, казва: „От проучването на примитивни метеорити учените отдавна знаят, че Земята и другите скални планети във вътрешната Слънчева система са летливи, т.е. изчерпан.

„Но времето и механизмът на променливата доставка бяха горещо обсъдени. Нашият е първият сценарий, който може да обясни сроковете и доставките по начин, който е съвместим с всички геохимични данни. "

Теория за това как се е образувала Луната предполага, че това е станало от материал, изхвърлен от Земята след планетарен сблъсък. Но новите проучвания показват, че въздействието може да е засяло Земята с необходимите елементи за живот (National Geographic)

Планетите CLEVER изследват как съществените елементи от живота могат да се съберат на далечни скалисти планети, за да получат по-добро разбиране на произхода на жизненоважните елементи на Земята и последствията извън нашата Слънчева система.

Дасгупта продължава: „Това проучване предполага, че скалиста, подобна на Земята планета има повече шансове да придобие жизненоважни елементи, ако се образува и расте от гигантски въздействия с планети, които са взели проби от различни градивни елементи, може би от различни части на протопланетарния диск.

„Това премахва някои гранични условия. Това показва, че съществените за живота летливи вещества могат да стигнат до повърхностните слоеве на планетата, дори ако са произведени върху планетарни тела, които са претърпели образуване на ядро ​​при много различни условия. "

Дасгупта заяви, че не изглежда, че насипният силикат на Земята сам по себе си би могъл да постигне съществените за живота променливи бюджети, които произвеждат нашата биосфера, атмосфера и хидросфера.

„Това означава, че можем да разширим нашето търсене на пътища, водещи до променливи елементи, които се събират на планетата, за да подкрепят живота, както го познаваме.“

Под натиск: събиране на доказателства и модели на сгради

Екипът събра своите доказателства, като извърши експерименти с високо налягане с висока температура в геофизична лаборатория, която е специализирана в изучаване на геотермални реакции дълбоко под земната повърхност.

Експериментите позволиха на водещия автор на проучването на водещия Даманвърър Гревал да събере доказателства за тестване на дългогодишна теория, че летливите вещества на Земята пристигат от сблъсък с ембрионална планета, която има ядро, богато на сяра. Съдържанието на сяра в сърцевината на донорната планета има значение поради озадачаващия масив от експериментални доказателства за въглерода, азота и сярата, които съществуват във всички части на Земята, различни от ядрото.

Схема, изобразяваща образуването на планета с размер на Марс (вляво) и нейното обособяване в тяло с метално ядро ​​и надлежащ силикатен резервоар. Богатото на сяра ядро ​​изхвърля въглерода, като произвежда силикат с високо съотношение въглерод към азот. Лунообразуващият сблъсък на такава планета с нарастващата Земя (вдясно) може да обясни изобилието на Земята както от водата, така и от основните жизненоважни елементи като въглерод, азот и сяра, както и геохимичното сходство между Земята и Луната (Rajdeep Dasgupta )

Гравал, студентка, казва: „Ядрото не взаимодейства с останалата земя, но всичко над него, мантията, кора, хидросфера и атмосферата са свързани. Материални цикли между тях. "

Загряване: Състезава се със съществуващите модели

Една дългогодишна идея за това как Земята е получила летливите си вещества е теорията за „късния фурнир“, че богатите на летливи метеорити, оставащи части от първичната материя от външната Слънчева система, пристигат след формирането на ядрото на Земята. И докато изотопните подписи на летливите вещества на Земята съвпадат с тези първични обекти, известни като въглеродни хондрити, елементарното съотношение въглерод към азот е изключено. Земният не основен материал, който геолозите наричат ​​насипна силикатна Земя, има около 40 части въглерод към всяка част азот, приблизително два пъти по-голямо от съотношението 20–1, наблюдавано във въглеродните хондрити.

Проучване на учени от университета Райс (отляво) Гелу Костин, Ченгуанг Слънце, Даманвеер Гревал, Радждейп Дасгупта и Кюсей Цуно установи, че Земята най-вероятно е получила по-голямата част от въглерода, азота и други жизненоважни елементи от планетарния сблъсък, създал Луната преди повече от 4,4 милиарда години. Констатациите се появяват в списанието Science Advances. (Jeff Fitlow / Rice University)

Екипът тества идеята, че богато на сяра планетарно ядро ​​може да изключи въглерод или азот или и двете, оставяйки много по-големи фракции от тези елементи в насипния силикат в сравнение със Земята. Експериментаторите създадоха модели, които изследваха колко въглерод и азот са го превърнали в ядрото в три сценария: без сяра, 10% сяра и 25% сяра.

Обяснявайки резултатите, Гревал казва: „Азотът до голяма степен не е засегнат. Той остава разтворим в сплавите по отношение на силикатите и само започва да се изключва от сърцевината при най-висока концентрация на сяра. "

От друга страна, въглеродът е значително по-малко разтворим в сплави с междинни концентрации на сяра, а богатите на сяра сплави поемат около 10 пъти по-малко въглерод по тегло, отколкото сплави без сяра.

След това екипът използва тези резултати и известни съотношения на елементи както на Земята, така и на неземните тела, за да проектира компютърна симулация, която би могла да открие най-вероятния сценарий, произвеждащ летливите елементи на Земята. Намирането на отговора включва промяна на началните условия, изпълнение на приблизително 1 милиард сценарии и сравняването им с познатите днес условия в Слънчевата система.

Гревал продължава: „Това, което открихме, е, че всички доказателства, изотопни подписи, съотношението въглерод-азот и общите количества въглерод, азот и сяра в насипната силикатна Земя са в съответствие с лунообразуващото въздействие, включващо летливи лагери , Планета с размер на Марс с ядро, богато на сяра. "

Оригинално изследване: 10.1126 / sciadv.aau3669