Kuu loonud planeetide kokkupõrge võis ka elu Maal võimalikuks teha

Enamik Maa olulistest elementidest, sealhulgas süsinik ja lämmastik, mis moodustab meie keha, võivad olla pärit teiselt planeedilt ja saabunud kõige ägedamalt ja dramaatilisemalt, väidavad uued uuringud.

Ajakirjas Science Advances avaldatud Rice'i ülikooli petroloogide uurimus viitab sellele, et suurem osa eluliselt olulistest lenduvatest elementidest külvati Maale 4,4 miljardit aastat tagasi Kuu tekitanud löögis.

Üks uuringu kaasautoreid Rajdeep Dasgupta, NASA rahastatud jõupingutuste uurija CLEVER Planets, ütles: „Primitiivsete meteoriitide uuringutest on teadlased juba ammu teadnud, et Maa ja muud sisemise Päikesesüsteemi kivised planeedid on lenduvad - kahanenud.

“Kuid kõikuva kohaletoimetamise ajakava ja mehhanismi üle on tuliselt vaieldud. Meie oma on esimene stsenaarium, mis selgitab ajakava ja kohaletoimetamist viisil, mis on kooskõlas kõigi geokeemiliste tõenditega. "

Kuu moodustumise teooria viitab sellele, et ta tegi seda Maast pärast planeedi kokkupõrget visatud materjalist. Kuid uued uuringud näitavad, et mõju võis külvata Maa ka eluks vajalike elementidega (National Geographic)

CLEVERi planeedid uurivad, kuidas eluks vajalikud elemendid võivad kaugetel kivistel planeetidel kokku tulla, et saada paremini aru Maa elutähtsate elementide päritolust ja nende mõjudest meie päikesesüsteemist kaugemale.

Dasgupta jätkab: „See uuring viitab sellele, et kivisel, Maa-sarnasel planeedil on rohkem võimalusi eluks oluliste elementide omandamiseks, kui see moodustub ja kasvab hiiglaslikest mõjudest koos planeetidega, mis on proovinud erinevaid ehitusplokke, võib-olla protoplaneetilise ketta eri osadest.

“See eemaldab mõned piiritingimused. See näitab, et eluks vajalikud lenduvad osakesed võivad jõuda planeedi pinnakihtidesse, isegi kui neid toodeti planeedikehadel, mis läbisid tuuma moodustumise väga erinevates tingimustes. ”

Dasgupta ütles, et ei näi, et Maa massiline silikaat üksi oleks võinud saavutada eluks hädavajalikke lenduvaid eelarveid, mis tekitasid meie biosfääri, atmosfääri ja hüdrosfääri.

"See tähendab, et saame laiendada oma otsimisteid, mis viivad lenduvate elementide kokkutõmbamiseni planeedil, et toetada elu sellisena, nagu me seda tunneme."

Surve all: tõendite kogumine ja mudelite koostamine

Meeskond kogus tõendusmaterjali, tehes kõrgrõhkkonnaga kõrgel temperatuuril katseid geofüüsikalises laboris, mis on spetsialiseerunud geotermiliste reaktsioonide uurimisele sügaval Maa all.

Katsed võimaldasid uurimistöö juhtiv autor Damanveer Grewal koguda tõendeid pikaajalise teooria kontrollimiseks, et Maa lenduvad osakesed saabusid kokkupõrkest embrüonaalse planeediga, millel oli väävlirikas tuum. Doonorplaneedi tuuma väävlisisaldus on oluline, sest hämmastav hulk eksperimentaalseid tõendeid süsiniku, lämmastiku ja väävli kohta on olemas kõigis Maa piirkondades, välja arvatud tuum.

Skeem, mis kujutab Marsi suuruse planeedi (vasakul) moodustumist ja selle diferentseerumist metallilise südamiku ja peal oleva silikaatreservuaariga kehaks. Väävlirikas tuum väljutab süsiniku, andes kõrge süsiniku ja lämmastiku suhtega silikaadi. Sellise planeedi Kuu moodustav kokkupõrge kasvava Maaga (paremal) võib selgitada nii vee kui ka peamiste eluks oluliste elementide nagu süsinik, lämmastik ja väävel arvukust Maal ning Maa ja Kuu vahelist geokeemilist sarnasust (Rajdeep Dasgupta )

Kraadiõppe üliõpilane Grewal ütleb: „Tuum ei suhtle ülejäänud Maaga, kuid kõik selle kohal, vahevöö, koorik, hüdrosfäär ja atmosfäär on kõik ühendatud. Materjalitsüklid nende vahel. ”

Kuumutamine: konkureerib olemasolevate mudelitega

Üks pikaajaline idee selle kohta, kuidas Maa lenduvaid aineid vastu võttis, oli „hilise spooni” teooria, mille kohaselt lenduvad rikkad meteoriidid, ürgsest ainest allesjäänud tükid välimisest Päikesesüsteemist, saabunud pärast Maa tuuma moodustumist. Ja kuigi Maa lenduvate ainete isotoopsed allkirjad vastavad nendele ürgsetele objektidele, mida tuntakse süsinikuauruse kondrotiididena, on süsiniku ja lämmastiku elementide suhe välja lülitatud. Maa mittetuumalises materjalis, mida geoloogid nimetavad madalsilikaadiks Maaks, on lämmastiku iga osa lämmastiku kohta umbes 40 osa, mis on umbes kaks korda suurem kui süsinikukondrites 20–1.

Rice'i ülikooli teadlaste (vasakult) Gelu Costini, Chenguang Suni, Damanveer Grewali, Rajdeep Dasgupta ja Kyusei Tsuno uurimus leidis, et Maa sai kõige tõenäolisemalt suurema osa oma süsinikust, lämmastikust ja muudest eluliselt olulistest elementidest planeedi kokkupõrkest, mis tekitas Kuu enam kui 4,4 miljardit aastat tagasi. Tulemused ilmuvad ajakirjas Science Advances. (Jeff Fitlow / Rice'i ülikool)

Töörühm testis ideed, mille kohaselt väävlirikas planeedisüdamik võib välistada süsiniku või lämmastiku või mõlemad, jättes nende elementide palju suuremad fraktsioonid silikaadis enam kui Maaga. Katsetajad lõid mudeleid, mis uurisid, kui palju süsinikku ja lämmastikku muutis selle südamikuks kolme stsenaariumi korral: väävlivaba, 10% väävlit ja 25% väävlit.

Tulemusi selgitades ütleb Grewal: “Lämmastik ei olnud suures osas mõjutatud. See lahustus sulamites silikaatide suhtes ja lahustati südamikust alles kõige suurema väävlisisalduse korral. ”

Seevastu süsinik oli keskmise väävlisisaldusega sulamites oluliselt vähem lahustuv ja väävlirikkad sulamid võtsid kaalust umbes 10 korda vähem süsinikku kui väävlivabad sulamid.

Seejärel kasutas meeskond neid tulemusi ja teadaolevaid elementide suhteid nii Maal kui ka maapealsetes kehades arvutisimulatsiooni kavandamiseks, mis võimaldaks avastada kõige tõenäolisema stsenaariumi, mis tekitas Maa lenduvaid osakesi. Vastuse leidmine hõlmas lähteolude muutmist, umbes ühe miljardi stsenaariumi käitamist ja nende võrdlemist Päikesesüsteemi tänapäeval teadaolevate tingimustega.

Grewal jätkab: „Leidsime, et kõik tõendid, isotoopsed allkirjad, süsiniku ja lämmastiku suhe ning süsiniku, lämmastiku ja väävli üldkogused maakera silikaadis on kooskõlas Kuu moodustava mõjuga, mis hõlmab lenduvat kandvat ainet , Marsi suurune planeet väävlirikka tuumaga. ”

Algne uurimistöö: 10.1126 / sciadv.aau3669