Pământul nu a fost format care să conțină substanțele chimice necesare pentru ca viața să înceapă. O teorie bine susținută, numită „teoria furnirului târziu”, sugerează că substanțele chimice volatile necesare vieții au sosit mult după formarea Pământului, aduse aici de meteoriți. Dar un nou studiu contestă teoria furnirului târziu.
Dovezile arată că Luna a fost creată când o planetă de dimensiunea Marte, numită Theia, s-a ciocnit cu Pământul. Impactul a creat un inel de resturi din care s-a format Luna. Acum, acest nou studiu spune că același impact ar fi putut livra substanțele chimice necesare vieții tânărului Pământ.
„Al nostru este primul scenariu care poate explica calendarul și livrarea <a volatilelor> într-un mod care să fie în concordanță cu toate probele geochimice.”
Coautor Rajdeep Dasgupta, Departamentul de Științe ale Pământului, Mediu și Planetar, Universitatea Rice.
Impactul dintre Pământ și Theia s-a produs acum aproximativ 4,4 miliarde de ani, foarte devreme în viața Pământului. Atunci, Pământul a primit cel mai probabil carbonul, azotul și alte substanțe chimice volatile necesare existenței vieții. Noul studiu este de la Rice University și este publicat în revista Science Advances.
Oamenii de știință au studiat meteoritii primitivi de pe Pământul timpuriu și de pe celelalte planete stâncoase din Sistemul Solar interior. Au descoperit că meteoritele antice sunt epuizate de substanțe chimice volatile necesare vieții. Aceasta a pus întrebarea, de unde provin substanțele chimice volatile ale Pământului?
"Din studiul meteoritilor primitivi, oamenii de stiinta au stiut de mult ca Pamantul si alte planete stancoase din sistemul solar interior sunt epuizate", a declarat co-autorul studiului Rajdeep Dasgupta. „Dar calendarul și mecanismul livrării volatile au fost dezbătute fierbinte. Al nostru este primul scenariu care poate explica momentul și livrarea într-un mod care să fie în concordanță cu toate dovezile geochimice. "
Potrivit echipei din spatele studiului, planeta impactantă avea un miez bogat în sulf, în timp ce mantaua și crusta ei conțineau volatile. Când s-a ciocnit cu Pământul, a injectat substanțele chimice necesare vieții, cum ar fi azotul, carbonul, hidrogenul și sulful, în scoarța terestră. De asemenea, coliziunea a expulzat cantități masive de material în spațiu, care s-au coagulat în Lună.
„Ceea ce am descoperit este că toate dovezile… sunt în concordanță cu un impact în formă de lună care implică o planetă purtătoare volatilă, de dimensiunea Marte, cu un miez bogat în sulf.”
Damanveer Grewal, autor principal de studii, student grad, Universitatea Rice.
Echipa din spatele acestui studiu a efectuat experimente într-un laborator care imită condițiile de înaltă presiune și temperatură ridicată găsite atunci când se formează miezul unei planete. Experimentele au ajutat la testarea teoriei lor care spune că volatilele au venit pe Pământ ca urmare a unei coliziuni cu o planetă cu un miez bogat în sulf.
Conținutul de sulf din nucleul planetei donatoare contează datorită enumerării gamei de dovezi experimentale despre carbon, azot și sulf care există în toate părțile Pământului, altele decât miezul. „Nucleul nu interacționează cu restul Pământului, dar tot ce se află deasupra ei, mantaua, crusta, hidrosfera și atmosfera, sunt conectate”,
a declarat autorul principal de studii și studentul absolvent Damanveer Grewal. „Cicluri de materiale între ele.”
Ei au testat ideea cu un nucleu Pământ ipotezând care conține diferite niveluri de sulf. Au vrut să știe dacă un miez cu sulf ridicat exclude carbonul, azotul sau ambele. În general, au descoperit că, cu cât conținutul de sulf al miezului este mai mare, cu atât este mai puțin probabil ca acesta să conțină volatile. Cel puțin în cazul Pământului.
Azotul nu a fost afectat în mare măsură, a spus Grewal. „A rămas solubilă în aliajele în raport cu silicații și a început să fie exclusă din miez sub cea mai mare concentrație de sulf.”
Folosind rezultatele acestor experimente, au efectuat peste un miliard de simulări pentru a afla cum Pământul și-ar fi putut câștiga substanțele chimice volatile. „Ceea ce am descoperit este că toate dovezile - semnături izotopice, raportul carbon-azot și cantitățile generale de carbon, azot și sulf din Pământul silicatului în vrac - sunt în concordanță cu un impact formator de lună care implică un suport volatil, Marte. o planetă de dimensiuni cu un miez bogat în sulf ”, a spus Grewal.
Implicațiile acestui studiu sunt mai mult decât doar pe Pământ. De asemenea, ne spun ceva despre modul în care viața poate ajunge să fie pe alte planete stâncoase din alte sisteme solare.
„Acest studiu sugerează că o planetă stâncoasă, asemănătoare Pământului, are mai multe șanse să dobândească elemente esențiale pentru viață dacă se formează și crește din impacturi gigantice cu planete care au eșantionat diferite blocuri de construcție, poate din diferite părți ale unui disc protoplanetar”, a spus Dasgupta. .
"Acest lucru înlătură anumite condiții de graniță", a spus Dasgupta. „Arată că volatilele esențiale pentru viață pot ajunge pe straturile de suprafață ale unei planete, chiar dacă au fost produse pe corpuri planetare care au suferit formarea miezului în condiții foarte diferite.”
Dasgupta a spus că nu pare că silicatul cel mai mare al Pământului, de la sine, ar fi putut atinge bugetele volatile esențiale pentru viață care au produs biosfera, atmosfera și hidrosfera. „Aceasta înseamnă că ne putem lărgi căutarea căilor care duc la elemente volatile care se reunesc pe o planetă pentru a sprijini viața așa cum o cunoaștem.”
Munca echipei face parte din programul Planete CLEVER (Cycles of Life-Essential Volatile Elements on Rocky) Planetets.
Surse:
- Comunicat de presă: ciocnirea planetară care a format luna a făcut viața posibilă pe Pământ
- Document de cercetare: livrarea de carbon, azot și sulf pe pământul silicat printr-un impact uriaș
- Revista spațială: o coliziune cataclismică a format Luna, dar The Killed Theia
- CLEVER Planetele
