Примерно 4.5 миллиарда лет назад прото-Земля столкнулась с протопланетой размером с Марс, получившей имя Тейя. Это событие, известное как гипотеза гигантского столкновения, является ведущей теорией формирования Луны из обломков, выброшенных на орбиту. Однако новые исследования показывают, что этот катаклизм имел и второе, критически важное последствие: он доставил на изначально бесплодную Землю ключевые химические ингредиенты, необходимые для зарождения жизни.
Ранняя Солнечная система была разделена по химическому составу. Во внутренней, горячей части, где формировались планеты, такие как Меркурий, Венера, Земля и Марс, было слишком жарко для конденсации летучих соединений. Элементы вроде водорода и углерода, считающиеся «строительными блоками жизни», оставались в газовой фазе и не могли войти в состав каменистых планет. В то же время внешняя, холодная часть Солнечной системы была богата этими веществами, которые пошли на формирование газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, а также комет и астероидов.
Исследование, опубликованное 1 августа в журнале Science Advances, доказывает, что Тейя сформировалась во внешней, богатой летучими веществами части Солнечной системы и принесла эти элементы на Землю во время столкновения. Ведущий автор Паскаль Крутташ, на тот момент аспирант Бернского университета, и соавтор Клаус Мецгер, почетный профессор геохимии того же университета, пришли к такому выводу, проанализировав изотопы в метеоритах и земных породах.
В основе их методологии лежал химический анализ, сфокусированный на радиоактивном распаде изотопа марганца в хром. Этот процесс позволил ученым точно отследить события первых 15 миллионов лет формирования Земли. Данные показали, что в первые 3 миллиона лет существования Солнечной системы протопланеты активно обменивались пылью и газом через процессы испарения и конденсации. Однако после этого периода обмен прекратился, так как вещество было поглощено сформировавшимися планетами. Тот факт, что Земля получила свои летучие элементы позже, указывает на их доставку в результате позднего столкновения.
Работа ученых из Бернского университета предполагает, что Тейя по своему составу была разновидностью хондрита — каменистого материала с высоким содержанием углерода и органических соединений, который образуется вдали от Солнца. Именно такой объект мог обогатить сухую прото-Землю необходимыми для жизни элементами.
Другое, не связанное с первым, исследование подтверждает эту гипотезу с иной стороны. Работа, которая должна быть опубликована в ноябрьском номере журнала Icarus от 15 ноября, показывает, что Тейя также доставила на Землю значительное количество воды. Соавтор исследования Педро Мачадо, астрофизик из португальского Института астрофизики и космических наук, указывает на присутствие этой воды в мантии Земли.
Наличие воды в мантии представляет собой геологическую загадку. Поскольку вода менее плотная, чем типичные мантийные материалы, ожидалось, что за миллиарды лет она должна была подняться к земной коре или в океаны. Моделирование, проведенное в рамках исследования, показывает, что доставленная Тейей вода просто не имела достаточно времени, чтобы полностью достичь поверхности, что объясняет ее присутствие на глубине.
Эти открытия имеют серьезные последствия для астробиологии и поиска жизни за пределами Земли. Они предполагают, что для того, чтобы экзопланета земного типа стала обитаемой, ей может потребоваться аналогичное катастрофическое событие — столкновение с объектом из другой части своей звездной системы, который импортирует летучие вещества. Это означает, что возникновение жизни не является само собой разумеющимся процессом, зависящим только от расположения планеты в обитаемой зоне. Оно может быть результатом редкой цепи случайных и крайне жестоких событий.
Изображение носит иллюстративный характер
Ранняя Солнечная система была разделена по химическому составу. Во внутренней, горячей части, где формировались планеты, такие как Меркурий, Венера, Земля и Марс, было слишком жарко для конденсации летучих соединений. Элементы вроде водорода и углерода, считающиеся «строительными блоками жизни», оставались в газовой фазе и не могли войти в состав каменистых планет. В то же время внешняя, холодная часть Солнечной системы была богата этими веществами, которые пошли на формирование газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, а также комет и астероидов.
Исследование, опубликованное 1 августа в журнале Science Advances, доказывает, что Тейя сформировалась во внешней, богатой летучими веществами части Солнечной системы и принесла эти элементы на Землю во время столкновения. Ведущий автор Паскаль Крутташ, на тот момент аспирант Бернского университета, и соавтор Клаус Мецгер, почетный профессор геохимии того же университета, пришли к такому выводу, проанализировав изотопы в метеоритах и земных породах.
В основе их методологии лежал химический анализ, сфокусированный на радиоактивном распаде изотопа марганца в хром. Этот процесс позволил ученым точно отследить события первых 15 миллионов лет формирования Земли. Данные показали, что в первые 3 миллиона лет существования Солнечной системы протопланеты активно обменивались пылью и газом через процессы испарения и конденсации. Однако после этого периода обмен прекратился, так как вещество было поглощено сформировавшимися планетами. Тот факт, что Земля получила свои летучие элементы позже, указывает на их доставку в результате позднего столкновения.
Работа ученых из Бернского университета предполагает, что Тейя по своему составу была разновидностью хондрита — каменистого материала с высоким содержанием углерода и органических соединений, который образуется вдали от Солнца. Именно такой объект мог обогатить сухую прото-Землю необходимыми для жизни элементами.
Другое, не связанное с первым, исследование подтверждает эту гипотезу с иной стороны. Работа, которая должна быть опубликована в ноябрьском номере журнала Icarus от 15 ноября, показывает, что Тейя также доставила на Землю значительное количество воды. Соавтор исследования Педро Мачадо, астрофизик из португальского Института астрофизики и космических наук, указывает на присутствие этой воды в мантии Земли.
Наличие воды в мантии представляет собой геологическую загадку. Поскольку вода менее плотная, чем типичные мантийные материалы, ожидалось, что за миллиарды лет она должна была подняться к земной коре или в океаны. Моделирование, проведенное в рамках исследования, показывает, что доставленная Тейей вода просто не имела достаточно времени, чтобы полностью достичь поверхности, что объясняет ее присутствие на глубине.
Эти открытия имеют серьезные последствия для астробиологии и поиска жизни за пределами Земли. Они предполагают, что для того, чтобы экзопланета земного типа стала обитаемой, ей может потребоваться аналогичное катастрофическое событие — столкновение с объектом из другой части своей звездной системы, который импортирует летучие вещества. Это означает, что возникновение жизни не является само собой разумеющимся процессом, зависящим только от расположения планеты в обитаемой зоне. Оно может быть результатом редкой цепи случайных и крайне жестоких событий.
