Нове дослідження Каліфорнійського технологічного інституту припускає, що рання Земля утворилася з гарячих сухих матеріалів, що означає, що вода прибула на пізній стадії формування Землі. Дослідження, що пропонують підказки з різних шарів мантії, припускає, що значні додавання летких речовин відбувалися лише на останніх стадіях формування Землі, що вплинуло на теорії формування планет земної групи.
Мільярди років тому в гігантському диску з пилу, газу та кам’янистого матеріалу, який обертався навколо нашого молодого Сонця, все більші й більші тіла об’єднувалися, щоб зрештою утворити планети, місяці й астероїди, які ми бачимо сьогодні. Вчені все ще намагаються зрозуміти процеси, за допомогою яких утворилися планети, включно з нашою рідною планетою.
Один із способів вивчення того, як утворилася Земля, — досліджувати магму, яка тече з глибини планети. Хімічні сигнатури цих зразків містять запис про час і природу матеріалів, які об’єдналися, щоб утворити Землю — аналогічно тому, як скам’янілості дають нам підказки про біологічне минуле Землі.
Тепер дослідження, проведене Каліфорнійським технологічним інститутом, показує, що рання Земля утворилася з гарячих і сухих матеріалів, що вказує на те, що вода на нашій планеті — вирішальний компонент для еволюції життя — повинна була з’явитися пізно в історії формування Землі.
Дослідження за участю міжнародної групи дослідників було проведено в лабораторіях Франсуа Тіссо, доцента кафедри геохімії та дослідника Інституту медичних досліджень Heritage; та Іган Чжан з Університету Китайської академії наук. Стаття з описом дослідження була нещодавно опублікована в журналі Science Advances . Аспірант Каліфорнійського технологічного інституту Вейї Лю є першим автором статті.
Хоча у людей немає способу подорожувати в глиб нашої планети, камені глибоко в землі можуть природним чином пробиватися на поверхню у вигляді лави. Батьківські магми цих лав можуть походити з різних глибин Землі, таких як верхня мантія, яка починається приблизно на 15 кілометрах (9 милях) під поверхнею і простягається приблизно на 680 кілометрів; або нижня мантія, яка простягається від глибини 680 кілометрів (425 миль) аж до межі ядра та мантії приблизно на 2900 кілометрах (1800 миль) під нашими ногами.
Подібно до зразків різних шарів торта — глазурі, начинки, бісквіта — вчені можуть вивчати магму, що походить з різних глибин, щоб зрозуміти різні «аромати» шарів Землі: хімічні речовини, що містяться в них, і їх співвідношення один до одного.
Оскільки утворення Землі не було миттєвим, а натомість включало матеріали, що накопичувалися з часом, зразки з нижньої та верхньої мантії дають різні ключі до того, що відбувалося з часом під час акреції Землі. У новому дослідженні команда виявила, що рання Земля в основному складалася з сухих кам’янистих матеріалів: хімічні сигнатури з глибини планети показали відсутність так званих летких речовин, які легко випаровуються, як вода та йод.
Навпаки, зразки верхньої мантії виявили вищу частку летючих речовин, утричі ніж у нижній мантії. На основі цих хімічних співвідношень Лю створив модель, яка показала, що Земля утворилася з гарячих, сухих, кам’янистих матеріалів і що значне додавання необхідних для життя летючих речовин, включаючи воду, відбулося лише протягом останніх 15 відсотків (чи менше) формування Землі.
Дослідження є вирішальним внеском у теорії формування планет, галузі, яка за останні десятиліття зазнала кількох змін парадигми та досі характеризується бурхливими науковими дебатами. У цьому контексті нове дослідження робить важливі прогнози щодо природи будівельних блоків інших планет земної групи — Меркурія та Венери — які, як очікується, утворилися з подібних сухих матеріалів.
«Дослідження космосу до віддалених планет дійсно важливе, тому що водний світ, мабуть, найкраще місце для пошуку позаземного життя», — каже Тіссо. «Але не слід забувати про внутрішню сонячну систему. Майже 40 років не було жодної місії, яка б торкалася поверхні Венери, і ніколи не було місії на поверхню Меркурія. Нам потрібно мати можливість вивчати ці світи, щоб краще зрозуміти, як утворилися планети земної групи, такі як Земля». Джерело