Нове дослідження, засноване на аналізі ізотопів метеоритів, змушує по-новому поглянути на походження Землі й ставить під сумнів одну з найпопулярніших теорій про її формування. Протягом десятиліть вчені вважали, що наша планета утворилася не лише з матеріалу поблизу Сонця, а й частково «запозичила» речовину з далеких областей Сонячної системи — аж за орбітою Юпітер. Саме ці зовнішні регіони, за старими уявленнями, нібито принесли на Землю воду та інші леткі речовини, без яких життя було б неможливим.
Паоло Соссі та Ден Бауер з ETH Zurich порівняли ізотопні дані широкого кола метеоритів, включаючи зразки, пов’язані з Марсом та астероїдом Веста, зі складом Землі. Ізотопи – це атоми одного й того ж елемента, які мають однакову кількість протонів, але відрізняються масою, оскільки містять різну кількість нейтронів.
Однак новий аналіз показує значно простішу і водночас несподівану картину. Дослідники дійшли висновку, що Земля майже повністю сформувалася з матеріалу внутрішньої частини Сонячної системи — тобто з того, що буквально було «під рукою». Частка речовини, яка могла прибути з-за орбіти Юпітера, виявилася мізерною — менш ніж 2%, а можливо, її взагалі не було. Результати дослідження були опубліковані в Nature Astronomy.
Щоб дійти такого висновку, науковці порівняли ізотопний склад метеоритів із різних куточків Сонячної системи з хімічним «підписом» Землі. Ізотопи — це різновиди одного й того ж елемента, які відрізняються масою через різну кількість нейтронів. Вони працюють як своєрідні маркери, що дозволяють визначити, де саме сформувався той чи інший матеріал. У дослідженні використали дані не лише з «типових» метеоритів, а й зі зразків, пов’язаних із Марс і астероїдом Веста.
Ключовою відмінністю цієї роботи стало те, що вчені застосували одразу десять різних ізотопних систем і використали статистичні методи, які раніше майже не застосовувалися в геохімії. Такий підхід дозволив отримати більш точну й цілісну картину. І результат здивував навіть самих авторів: Земля не демонструє ознак змішування матеріалів із різних частин Сонячної системи, як це припускалося раніше.
Це відкриття також змінює уявлення про походження води на нашій планеті. Якщо Земля формувалася виключно з внутрішнього матеріалу, то виходить, що вода та інші леткі речовини вже були присутні в цій зоні з самого початку. Інакше кажучи, їх не потрібно було «доставляти» з далеких холодних регіонів.
Ще один важливий елемент цієї історії — роль Юпітера. Вчені давно підозрювали, що цей газовий гігант міг діяти як бар’єр, розділивши Сонячну систему на дві частини. Коли Юпітер швидко набирав масу, його гравітація, ймовірно, створила своєрідний «розрив» у протопланетному диску — хмарі газу й пилу, з якої формувалися планети. Нові дані підтверджують: цей бар’єр був майже непроникним, і матеріал із зовнішніх областей практично не потрапляв у внутрішню частину, де формувалася Земля.
Цікаво, що склад нашої планети виявився дуже схожим на склад Марса і Вести. Це натякає на те, що всі ці тіла формувалися з одного й того ж «локального» матеріалу. Більше того, дослідники припускають, що Венера і Меркурій також можуть мати подібний склад, хоча підтвердити це поки що неможливо через відсутність зразків їхніх порід.
У підсумку нове дослідження малює картину більш «замкненої» та стабільної ранньої Сонячної системи, ніж вважалося раніше. Земля, ймовірно, росла поступово, накопичуючи матеріал із навколишнього простору, без значного «втручання» далеких регіонів.
Попри гучні висновки, науковці підкреслюють: це не кінець дискусії, а лише новий її етап. Попереду ще багато запитань — зокрема, як саме у внутрішній, відносно гарячій частині Сонячної системи змогла зберегтися достатня кількість води для формування океанів. І поки дослідники шукають відповіді, історія походження Землі продовжує залишатися однією з найцікавіших наукових загадок.