Zemlja nije bila stvorena s potrebnim kemikalijama za početak života. Jedna dobro podržana teorija, nazvana "teorija kasnog furnira", sugerira da su hlapljive kemikalije potrebne za život stigle dugo nakon formiranja Zemlje, koje su ovdje donijeli meteoriti. No, nova studija izaziva teoriju kasnog furnira.
Dokazi pokazuju da je Mjesec nastao kada se planet veličine Marsa po imenu Theia sudario sa Zemljom. Udarac je stvorio prsten od krhotina iz kojeg se stvorio Mjesec. Ovo novo istraživanje kaže da su isti utjecaj mladoj Zemlji mogli donijeti potrebne kemikalije za život.
"Naš je prvi scenarij koji može objasniti vrijeme i isporuku <isparljivih tvari> na način koji je u skladu sa svim geokemijskim dokazima."
Koautor Rajdeep Dasgupta, Odjel za Zemlju, okolišne i planetarne znanosti, Sveučilište Rice.
Udar između Zemlje i Teije dogodio se prije otprilike 4,4 milijarde godina, vrlo rano u Zemljinom životu. Tada je Zemlja najvjerojatnije primila većinu svog ugljika, dušika i drugih isparljivih kemikalija potrebnih za život. Nova studija sveučilišta Rice objavljena je u časopisu Science Advances.
Znanstvenici su proučavali primitivne meteorite iz rane Zemlje i drugih stjenovitih planeta u unutarnjem Sunčevom sustavu. Otkrili su da su drevni meteoriti osiromašeni isparljivim kemikalijama potrebnim za život. To je postavilo pitanje, odakle potječu Zemlji hlapljive kemikalije?
"Iz proučavanja primitivnih meteorita, naučnici su odavno znali da su Zemlja i drugi kameni planeti u unutarnjem Sunčevom sustavu nestabilni i nestabilni", rekao je suautor studije Rajdeep Dasgupta. "Ali vrijeme i mehanizam hlapljivih isporuka toplo su se raspravljali. Naš je prvi scenarij koji može objasniti vrijeme i isporuku na način koji je u skladu sa svim geokemijskim dokazima. "
Prema timu koji stoji iza studije, planeta koja je utjecala imala je jezgru bogatu sumporom, dok su njen plašt i kora sadržavali hlapljive sastojke. Kad se sudario sa Zemljom, on je ubrizgavao kemijske tvari potrebne za život, poput dušika, ugljika, vodika i sumpora, u Zemljinu koru. Sudar je također izbacio ogromne količine materijala u svemir, koji se sakupio u Mjesec.
"Ono što smo otkrili je da su svi dokazi ... u skladu s utjecajem formiranja mjeseca koji uključuje hlapljivi planet veličine Marsa sa jezgrom bogatom sumporom."
Damanveer Grewal, vodeći autor studije, student studija, Sveučilište Rice.
Tim koji stoji iza ove studije izveo je eksperimente u laboratoriju koji oponaša uvjete visokog pritiska i visoke temperature pronađene prilikom formiranja jezgre planete. Eksperimenti su pomogli testirati njihovu teoriju koja kaže da su hlapljive tvari došle na Zemlju kao rezultat sudara s planetom jezgrom bogatom sumporom.
Sadržaj sumpora u jezgri planeta donora važan je zbog zbunjujućih eksperimentalnih dokaza o ugljiku, dušiku i sumporu koji postoje u svim dijelovima Zemlje, osim jezgre. "Jezgra ne djeluje na ostatak Zemlje, ali sve iznad nje, plašt, kora, hidrosfera i atmosfera povezani su",
rekao je vodeći autor studije i diplomski student Damanveer Grewal. "Materijalni ciklusi između njih."
Ideju su testirali hipotetiziranom Zemljinom jezgrom koja sadrži različite razine sumpora. Željeli su znati da li jezgra s visokim sumporom isključuje ugljik, dušik ili oboje. Općenito, otkrili su da je veći sadržaj sumpora u jezgri, manja je vjerojatnost da će sadržavati hlapive sastojke. Barem u Zemljinom slučaju.
Dušik uglavnom nije utjecao ", rekao je Grewal. „Ostao je topljiv u legurama u odnosu na silikate, a tek je počeo izuzimati iz jezgre pod najvećom koncentracijom sumpora.“
Koristeći rezultate ovih eksperimenata, izveli su više od milijardu simulacija kako bi otkrili kako je Zemlja mogla dobiti svoje hlapljive kemikalije. „Ono što smo otkrili je da su svi dokazi - izotopni potpisi, omjer ugljik-dušik i sveukupne količine ugljika, dušika i sumpora u rasutom silikatnom Zemlju - u skladu s utjecajem formiranja mjeseca koji uključuje hlapljive noseće brodove, planeta veličine sa jezgrom bogatom sumporom ", rekao je Grewal.
Posljedice ove studije su više od samo Zemlje. Oni nam također govore o tome kako život može biti na drugim stjenovitim planetima u drugim solarnim sustavima.
"Ovo istraživanje sugerira da kamenita planeta nalik Zemlji dobija više šansi za stjecanje bitnih elemenata za život ako se formira i izraste iz divovskih utjecaja planeta koji su uzorkovali različite građevne blokove, možda iz različitih dijelova protoplanetarnog diska", rekao je Dasgupta ,
"Ovo uklanja neke granične uvjete", rekao je Dasgupta. "To pokazuje da vitalni hlapljivi sastojci mogu doći do površinskih slojeva planete, čak i ako su proizvedeni na planetarnim tijelima koja su podvrgnuta formiranju jezgre u vrlo različitim uvjetima."
Dasgupta je rekao da se ne čini da bi glomazni silikat Zemlje sam po sebi mogao dostići životne hlapljive proračune koji su proizveli našu biosferu, atmosferu i hidrosferu. "To znači da možemo proširiti našu potragu za putovima koji vode na nestabilne elemente na planetu kako bi podržali život onakav kakav znamo."
Rad tima dio je programa CLEVER Planets (Cycles of Life-Essential - Volatile Elements on Rocky) Planeta.
Izvori:
- Priopćenje za javnost: Planetarni sudar koji je formirao mjesec omogućio je život na Zemlji
- Istraživački rad: Dostava ugljika, dušika i sumpora ogromnom udaru u silikatnu Zemlju
- Svemirski časopis: Kataklizmički sudar stvorio je mjesec, ali ubio Theia
- CLEVER Planeti
