A Földet nem úgy alakították ki, hogy tartalmazzák az élet megkezdéséhez szükséges vegyi anyagokat. Az egyik jól alátámasztott elmélet, amelyet késői furnérelméletnek hívnak, azt sugallja, hogy az élethez szükséges illékony vegyi anyagok jóval a Föld kialakulása után érkeztek meg, amelyet a meteoritok hoztak ide. De egy új tanulmány vitatja a késői furnérelméletet.
A bizonyítékok azt mutatják, hogy a Hold akkor jött létre, amikor Theia nevű Mars méretű bolygó ütközött a Földdel. Az ütés egy törmelékgyűrűt hozott létre, amelyből a Hold képződött. Most, ez az új tanulmány azt mondja, hogy ugyanaz a hatás hatására a fiatal Föld életéhez szükséges vegyi anyagokat szállította.
"A miénk az első forgatókönyv, amely magyarázza a <az illékony anyagok> időzítését és szállítását oly módon, hogy az összhangban legyen az összes geokémiai bizonyítékkal."
Társszerző Rajdeep Dasgupta, a Rice Egyetem Föld-, Környezet- és Bolygótudományi Tanszéke.
A föld és Theia közötti hatás körülbelül 4,4 milliárd évvel ezelőtt történt, a Föld életének nagyon korai szakaszában. Ekkor a Föld valószínűleg megkapta a szén-, nitrogén- és egyéb illékony vegyi anyagok nagy részét, amely az élethez szükséges. Az új tanulmány a Rice University-től származik, és a Science Advances folyóiratban jelenik meg.
A tudósok primitív meteoritokat vizsgáltak a korai Földről és a belső Naprendszer többi sziklás bolygójáról. Megállapították, hogy az ősi meteoritok kimerültek az élethez szükséges illékony vegyi anyagokból. Ez feltette a kérdést, honnan származik a Föld illékony vegyszerei?
"A primitív meteoritok vizsgálatából a tudósok régóta tudták, hogy a Föld és a belső Naprendszer többi sziklás bolygója illékony-kimerült" - mondta Rajdeep Dasgupta, a tanulmány társszerzője. „De az ingatag szállítás időzítéséről és mechanizmusáról heves vita folyt. A miénk az első forgatókönyv, amely az összes geokémiai bizonyítékkal összhangban magyarázza az időzítést és a kézbesítést. "
A tanulmány mögött álló csoport szerint az ütköző bolygónak kénben gazdag magja volt, míg köpenye és kéreg illékony anyagokat tartalmazott. Amikor összeütközött a Földdel, befecskendezte az élethez szükséges vegyszereket, például a nitrogént, a szént, a hidrogént és a ként a földkéregbe. Az ütközés hatalmas mennyiségű anyagot is kiszivárogtatott az űrbe, amely összecsapódott a Holdra.
"Azt találtuk, hogy minden bizonyíték [...] összhangban van egy holdképző hatással, amely egy illékony hordozó, Mars méretű, kénben gazdag maggal rendelkező bolygóval jár."
Damanveer Grewal, a tanulmány vezető szerzője, a Rice Egyetem grad hallgatója.
A tanulmány mögött álló csoport kísérleteket végzett egy laboratóriumban, amely utánozta a bolygó magjának kialakulásakor észlelt magas nyomást és magas hőmérsékletet. A kísérletek segítettek kipróbálni azt az elméletüket, amely szerint az illékony anyagok a Földre kénben gazdag maggal bolygóval való ütközés eredményeként jöttek létre.
Az adományozó bolygó kéntartalma fontos, mivel a Föld minden részén, a magon kívül, a szénre, nitrogénre és kénnel kapcsolatos kísérleti bizonyítékok rejtélyes sorozata rejlik. "A mag nem lép kölcsönhatásba a Föld többi részével, de minden, ami fölött van, a köpeny, a kéreg, a hidroszféra és a légkör, mind kapcsolódik"
Damanveer Grewal mondta a tanulmány vezető szerzője és végzős hallgatója. "Anyagciklus közöttük."
A hipotézisekkel ellátott földmaggal, amely különböző kénszinteket tartalmazott, kipróbálták az ötletet. Meg akarták tudni, hogy egy magas kéntartalmú mag kizár-ea szén-, nitrogén- vagy mindkettőt. Összességében úgy találták, hogy minél nagyobb a mag kéntartalma, annál kevésbé valószínű, hogy az illékony anyagokat tartalmaz. Legalább a Föld esetében.
A nitrogént nagyrészt nem érintette ”- mondta Grewal. "Oldékony maradt az ötvözetekben a szilikátokhoz viszonyítva, és csak a legmagasabb kénkoncentráció mellett kezdett kizárni a magból."
E kísérletek eredményeinek felhasználásával több mint egy milliárd szimulációt futtattak le annak kiderítésére, hogy a Föld hogyan szerezhette illékony vegyszereit. „Azt találtuk, hogy az összes bizonyíték - izotópos aláírások, a szén-nitrogén arány és az összes szén, nitrogén és kén mennyisége a Föld ömlesztett szilikátjában - összhangban áll egy holdképző hatásnak, amely illékony csapágy, Mars- méretű bolygó kénben gazdag maggal ”- mondta Grewal.
A tanulmány következményei nem csupán a Földre vonatkoznak. Azt is elmondnak nekünk, hogy hogyan alakulhat az élet más sziklás bolygókon, más naprendszerekben.
"Ez a tanulmány azt sugallja, hogy egy sziklás, Föld-szerű bolygó nagyobb eséllyel rendelkezik az élet szempontjából lényeges elemek megszerzésében, ha óriási ütésekből származik és növekszik olyan bolygókkal, amelyek különböző építőelemeket vettek mintára, talán egy protoplanetáris korong különböző részeiről" - mondta Dasgupta. .
"Ez megszünteti néhány határfeltételt" - mondta Dasgupta. "Ez azt mutatja, hogy az élet szempontjából nélkülözhetetlen illékony anyagok érkezhetnek a bolygó felszíni rétegeibe, még akkor is, ha azokat olyan bolygótestekben állítják elő, amelyeknek a mag formációja nagyon különböző körülmények között zajlott."
Dasgupta szerint nem tűnik úgy, hogy önmagában a Föld ömlesztett szilikátja elérte-e az élet szempontjából lényeges illékony költségvetéseket, amelyek előállították a bioszférát, a légkört és a hidroszférát. "Ez azt jelenti, hogy kibővíthetjük azon útvonalaink kutatását, amelyek az illékony elemek összejöveteléhez vezetnek egy bolygón az élet támogatása érdekében, amint azt ismerjük."
A csapat munkája a CLEVER bolygók (életfontosságú illékony elemek a sziklás ciklusokon) részét képezi.
Forrás:
- Sajtóközlemény: A holdot alkotó bolygó ütközés lehetővé tette az életet a Földön
- Kutatási cikk: Szén, nitrogén és kén szállítása a szilikát Földre hatalmas ütközés útján
- Space Magazine: Kataklizmikus ütközés alakította ki a Holdot, de megölte Theiát
- CLEVER bolygók
