(Изображение предоставлено: Getty/Stocktrek Images)

 

Ранняя Земля была бесплодной пустошью, неспособной поддерживать жизнь до тех пор, пока большая авария протопланеты не принесла необходимые ингредиенты, говорится в новом исследовании.

 

Это столкновение прото-Земли и тела размером с Марс, получившего прозвище Тейя, теоретизировалось на протяжении десятилетий, особенно в дискуссиях о том, как наша Луна могла сформироваться из образовавшихся частей крушения.

 

В новом исследовании ученые говорят, что Тейя также принесла некоторые из ключевых ингредиентов жизни в наш мир более 4 миллиардов лет назад.

 

«Мы пришли к выводу, что лунообразующий импактор Тейя возник дальше в Солнечной системе [чем Земля] и был богат летучими веществами», — написал ведущий автор исследования Паскаль Крутташ в электронном письме. На момент проведения исследования Крутташ был докторантом Бернского университета.

Летучие вещества — это химические соединения, которые могут легко испаряться, такие как водород и углерод, но также считаются строительными блоками жизни. Ближе к Солнцу температуры слишком высоки для конденсации этих материалов, а это означает, что они оставались в газовой фазе вблизи ранней Земли и других каменистых планет. Однако дальше существует обилие летучих веществ у газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, а также комет и астероидов.

 

Таким образом, Тейя имела большое значение для Земли, сказал Крутташ: она, вероятно, доставила эти летучие вещества, которые являются «необходимыми ингредиентами для жизни».

 

В исследовании ученые использовали химическую модель для изучения изотопов (типов элементов) метеоритов, а также горных пород на Земле.

 

Команда сосредоточилась на радиоактивном распаде изотопа марганца, который существовал в ранней Солнечной системе и медленно распадался на хром в течение нескольких миллионов лет. (Возраст самой Солнечной системы составляет примерно 4,5 миллиарда лет.)

 

Выяснение того, как жизнь попала на Землю и просуществовала миллиарды лет, является сложным вопросом. «Земля — единственная известная нам планета, которая породила жизнь и поддерживала ее в течение нескольких миллиардов лет. Неясно, какие процессы происходили в истории Земли, чтобы сделать это возможным», — сказал Крутташ.

 

Впечатление художника о протопланетной системе, которое также может отразить условия, при которых формировалась Земля и наша

Солнечная система. (Изображение предоставлено ESO/L. Calçada)

 

Но взгляд на раннюю Солнечную систему дал команде некоторые подсказки. Прото-Земля и растущие планеты поблизости (к которым сегодня относятся Меркурий, Венера и Марс) быстро изменились за первые 3 миллиона лет в результате обмена пылью и газом в результате испарения и конденсации.

 

Однако этот процесс обмена практически прекратился через 3 миллиона лет, потому что первые скалистые планеты и газовые планеты заняли большую часть свободной материи в нашей Солнечной системе. Проще говоря, планеты, расположенные ближе к Солнцу, были более истощены летучими элементами, чем те, которые находились дальше, из-за более высоких температур планет, расположенных ближе к Солнцу.

 

Вот почему летучие вещества Земли должны были поступать из такого крупного источника, как Тейя, который, по оценкам, столкнулся с нашей планетой примерно 4,5 миллиарда лет назад. (В соответствии с другими исследованиями, новая работа предполагает, что Тейя является разновидностью хондрита, который представляет собой каменистый материал, богатый углеродом и органическими соединениями, сформированный вдали от солнца.)

 

Более важным выводом из этих результатов является то, что жизнь может быть трудно представить на экзопланетах, похожих на Землю, учитывая, что большинство летучих веществ могло сформироваться в другом регионе Солнечной системы. «Это [исследование] ясно дает понять, что удобство для жизни во Вселенной — это что угодно, но только не само собой разумеющееся», — сказал в своем заявлении соавтор исследования Клаус Мецгер, почетный профессор геохимии в Бернском университете.

 

Исследователи опубликовали свои выводы 1 августа в журнале Science Advances. Тем не менее, это было не единственное недавнее исследование, в котором обсуждалась Тейя и ее влияние на жизнь Земли.

 

Не связанное с этим исследование, которое должно быть опубликовано в выпуске журнала Icarus 15 ноября, предполагает, что Тейя доставила много воды на нашу планету — и до сих пор видна в мантии нашей планеты.

 

Эта мантийная вода является загадкой для геологов, потому что «вода менее плотная, чем материалы, обычно встречающиеся в мантии Земли, и она должна была попасть в кору или океаны», — сказал соавтор исследования Педро Мачадо, астрофизик из Португальского института астрофизики и космических наук.

 

Исследование, основанное на моделировании, показало, что Тейя доставила большую часть воды из мантии на раннюю Землю, «и у этой воды не было времени, чтобы достичь поверхности», — добавил Мачадо.

 

Автор Элизабет Хауэлл была штатным репортером Space.com в период с 2022 по 2024 год и постоянным автором Live Science и Space.com в период с 2012 по 2022 год. Репортажи Элизабет включают в себя несколько эксклюзивных интервью с Белым домом, несколько раз беседуя с Международной космической станцией, став свидетелем пяти запусков человека в космос на двух континентах, полеты по параболе, работу в скафандре и участие в смоделированной миссии на Марс. Ее последняя книга «Почему я выше?» (ECW Press, 2022) написана в соавторстве с астронавтом Дэйвом Уильямсом.

Источник