Země nebyla vytvořena tak, aby obsahovala chemikálie nezbytné pro život. Jedna dobře podporovaná teorie, nazvaná „teorie pozdních dýh“, naznačuje, že těkavé chemikálie potřebné pro život dorazily dlouho poté, co se Země utvořila, přinesená sem meteority. Nová studie však zpochybňuje teorii pozdní dýhy.
Důkazy ukazují, že Měsíc byl vytvořen, když se planeta Mars s názvem Theia srazila se Zemí. Náraz vytvořil trosky, z nichž se vytvořil Měsíc. Nyní tato nová studie říká, že stejný dopad může přinést potřebné chemikálie pro život mladé Zemi.
"Náš je první scénář, který dokáže vysvětlit načasování a dodání těkavých látek způsobem, který je v souladu se všemi geochemickými důkazy."
Spoluautor Rajdeep Dasgupta, Ústav Země, environmentálních a planetárních věd, Rice University.
Dopad mezi Zemí a Theií nastal asi před 4,4 miliardami let, velmi brzy v životě na Zemi. Tehdy Země s největší pravděpodobností obdržela většinu svého uhlíku, dusíku a dalších těkavých chemikálií nezbytných pro život. Nová studie pochází z Rice University a je publikována v časopise Science Advances.
Vědci studovali primitivní meteority z rané Země a dalších skalních planet ve vnitřní Sluneční soustavě. Zjistili, že starověké meteority jsou zbaveny těkavých chemikálií nezbytných pro život. To vyvolalo otázku, odkud pocházejí těkavé chemikálie Země?
"Ze studie primitivních meteoritů vědci již dlouho věděli, že Země a další skalní planety ve vnitřní sluneční soustavě jsou ochuzené," řekl spoluautor studie Rajdeep Dasgupta. "O časování a mechanismu volatilního doručování se však debatovalo. Náš je první scénář, který dokáže vysvětlit načasování a doručení způsobem, který je v souladu se všemi geochemickými důkazy. “
Podle týmu za studiem měla dopadající planeta jádro bohaté na síru, zatímco její plášť a kůra obsahovaly těkavé látky. Když se střetla se Zemí, vstříkla do zemské kůry chemikálie nezbytné pro život, jako je dusík, uhlík, vodík a síra. Kolize také vypuzila obrovské množství materiálu do vesmíru, který se sjednotil na Měsíc.
"Zjistili jsme, že všechny důkazy ... jsou v souladu s dopadem utvářejících měsíc, který zahrnuje těkavou planetu velikosti Marsu s jádrem bohatým na síru."
Damanveer Grewal, hlavní studijní autor, student, Rice University.
Tým za touto studií provedl experimenty v laboratoři, která napodobuje podmínky vysokého tlaku a vysoké teploty, které se objevily při vytváření jádra planety. Experimenty pomohly vyzkoušet jejich teorii, která říká, že těkavé látky přišly na Zemi v důsledku kolize s planetou s jádrem bohatým na síru.
Na obsah síry v jádru dárcovské planety záleží kvůli záhadné sadě experimentálních důkazů o uhlíku, dusíku a síře, které existují ve všech částech Země kromě jádra. "Jádro nereaguje se zbytkem Země, ale všechno nad tím, plášť, kůra, hydrosféra a atmosféra, jsou spojeny,"
studie vedoucí autor a postgraduální student Damanveer Grewal řekl. "Materiálové cykly mezi nimi."
Testovali myšlenku s předpokládaným jádrem Země obsahujícím různé úrovně síry. Chtěli vědět, zda jádro s vysokým obsahem síry vylučuje uhlík, dusík nebo obojí. Celkově zjistili, že čím větší je obsah síry v jádru, tím je méně pravděpodobné, že bude obsahovat těkavé látky. Alespoň v případě Země.
Dusík byl z velké části nedotčen, “řekl Grewal. "Zůstal rozpustný ve slitinách ve srovnání s křemičitany a začal být vyloučen z jádra pouze při nejvyšší koncentraci síry."
Na základě výsledků těchto experimentů provedli přes miliardu simulací, aby zjistili, jak Země mohla získat své těkavé chemikálie. „Zjistili jsme, že všechny důkazy - izotopové podpisy, poměr uhlík-dusík a celkové množství uhlíku, dusíku a síry v objemné křemičitanové Zemi - jsou v souladu s dopadem tvorby měsíce, který zahrnuje těkavé ložisko, Mars- velikosti planety s jádrem bohatým na síru, “řekl Grewal.
Důsledky této studie se týkají více než jen Země. Také nám říkají něco o tom, jak se život může objevit na jiných skalních planetách v jiných solárních systémech.
"Tato studie naznačuje, že skalnatá planeta podobná Zemi získá více šancí na získání životně důležitých prvků, pokud vytváří a roste z obřích dopadů s planetami, které vzorkovaly různé stavební bloky, snad z různých částí protoplanetárního disku," řekl Dasgupta. .
"Tím se odstraní některé okrajové podmínky," řekl Dasgupta. "Ukazuje to, že životně důležité těkavé látky mohou dorazit k povrchovým vrstvám planety, i když byly vyrobeny na planetárních tělech, které prošly tvorbou jádra za velmi odlišných podmínek."
Dasgupta řekl, že se nezdá, že by objemný křemičitan Země mohl sám dosáhnout životaschopných nestabilních rozpočtů, které vytvářely naši biosféru, atmosféru a hydrosféru. "To znamená, že můžeme rozšířit naše hledání cest, které vedou k tomu, že se na planetě setkávají těkavé prvky, které podporují život, jak jej známe."
Práce týmu je součástí programu Planety CLEVER (Cykly životně důležitých těkavých prvků na skalnatých).
Zdroje:
- Tisková zpráva: Planetární srážka, která vytvořila Měsíc, umožnila život na Zemi
- Výzkumná kniha: Dodávka uhlíku, dusíku a síry na silikátovou Zemi obrovským dopadem
- Space Magazine: Cataclysmic Collision Formated Moon, ale The Killed Theia
- CLEVER Planet
