Zemlja ni bila oblikovana s potrebnimi kemikalijami za začetek življenja. Ena dobro podprta teorija, imenovana "teorija poznega furnirja", nakazuje, da so hlapne kemikalije, potrebne za življenje, prispele dolgo po oblikovanju Zemlje, ki so jih tu prinesli meteoriti. Toda nova študija izziva pozno teorijo furnirja.
Dokazi kažejo, da je Luna nastala, ko je planet Zemlje z imenom Theia trčil na Zemljo. Udar je ustvaril obroč iz naplavin, iz katerega je nastala Luna. Zdaj ta nova študija pravi, da bi isti učinek mladi Zemlji morda prinesli potrebne kemikalije za življenje.
"Naš je prvi scenarij, ki lahko razloži čas in dobavo <hlapnih snovi> na način, ki je skladen z vsemi geokemičnimi dokazi."
Soavtor Rajdeep Dasgupta, Oddelek za zemljo, okoljske in planetarne vede, Univerza Rice.
Vpliv med Zemljo in Teio se je zgodil pred približno 4,4 milijarde let, zelo zgodaj v Zemljinem življenju. Takrat je Zemlja najverjetneje prejela večino svojega ogljika, dušika in drugih hlapnih kemikalij, potrebnih za življenje. Nova študija je z univerze Rice in je objavljena v reviji Science Advances.
Znanstveniki so preučevali primitivne meteorite z zgodnje Zemlje in drugih skalnih planetov v notranjem Osončju. Ugotovili so, da so starodavni meteoriti izčrpani od hlapnih kemikalij, potrebnih za življenje. To je postavilo vprašanje, od kod prihajajo zemeljske hlapne kemikalije?
"S študije primitivnih meteoritov so znanstveniki že dolgo vedeli, da sta Zemlja in drugi kamniti planeti v notranjosti osončja hlapljivo izčrpani," je povedal soavtor študije Rajdeep Dasgupta. "Toda čas in mehanizem hlapnih dostav so bili vroče razpravljali. Naš scenarij je prvi scenarij, ki lahko razloži čas in dobavo na način, ki je skladen z vsemi geokemičnimi dokazi. "
Po navedbah skupine, ki stoji za raziskavo, je imel udarni planet jedro, bogato z žveplom, medtem ko je njegov plašč in skorja vseboval hlapne snovi. Ko je trčil v Zemljo, je v zemeljsko skorjo vbrizgal kemikalije, potrebne za življenje, kot so dušik, ogljik, vodik in žveplo. Trčenje je tudi v vesolje izvrglo ogromne količine materiala, ki se je združeval v Luno.
"Ugotovili smo, da so vsi dokazi ... skladni z vplivom lune, ki vključuje hlapljiv planet velikosti Marsa z jedrom, bogatim z žveplom."
Damanveer Grewal, vodja študije, študent na univerzi Rice.
Skupina, ki stoji za to raziskavo, je izvedla poskuse v laboratoriju, ki posnemajo pogoje visokega tlaka in visoke temperature, ki jih najdemo ob oblikovanju jedra planeta. Poskusi so pomagali preizkusiti njihovo teorijo, ki pravi, da so hlapljive snovi prišle na Zemljo kot rezultat trka v planet z jedrom, bogatim z žveplom.
Vsebnost žvepla v jedru planeta darovalca je pomembna zaradi zagonetnih nizov eksperimentalnih dokazov o ogljiku, dušiku in žveplu, ki obstajajo na vseh delih Zemlje razen jedra. "Jedro ne vpliva na preostali del Zemlje, ampak vse nad njim, plašč, skorja, hidrosfera in atmosfera so povezani,"
Avtor študije in podiplomski študent Damanveer Grewal je dejal. "Materialni cikli med njimi."
Idejo so preizkusili s hipotetiziranim jedrom Zemlje, ki vsebuje različne ravni žvepla. Želeli so vedeti, ali jedro z več žvepla izključuje ogljik, dušik ali oboje. Na splošno so ugotovili, da večje ko je vsebnost žvepla v jedru, manjša je verjetnost, da bo vseboval hlapljive snovi. Vsaj v primeru Zemlje.
Dušik večinoma ne vpliva, «je dejal Grewal. "V zlitinah je ostal topen v primerjavi s silikati, iz jedra pa se je začel izločevati le pod najvišjo koncentracijo žvepla."
Na podlagi rezultatov teh poskusov so izvedli več kot milijardo simulacij, da bi ugotovili, kako bi Zemlja lahko pridobila svoje hlapne kemikalije. "Ugotovili smo, da so vsi dokazi - izotopski podpisi, razmerje med ogljikom in dušikom ter skupne količine ogljika, dušika in žvepla v razsutem stanju silikatne Zemlje - skladni z vplivom na luno, ki vključuje hlapne nosilce, velik planet z jedrom, bogatim z žveplom, "je dejal Grewal.
Posledice te študije so več kot le Zemlja. Povedo nam tudi nekaj o tem, kako je lahko življenje na drugih kamnitih planetih v drugih sončnih sistemih.
"Ta študija kaže, da ima kamniti planet, podoben Zemlji, več možnosti, da pridobi življenjsko pomembne elemente, če se oblikuje in zraste iz velikanskih udarcev s planeti, ki so vzorčili različne gradnike, morda iz različnih delov protoplanetarnega diska," je dejal Dasgupta .
"To odpravlja nekatere mejne pogoje," je dejal Dasgupta. "To kaže, da življenjsko pomembne hlapne snovi lahko pridejo do površinskih plasti planeta, četudi so bile proizvedene na planetarnih telesih, ki so se podvrgli tvorbi jedra pod zelo različnimi pogoji."
Dasgupta je dejal, da se zdi, da silikatni silikat Zemlje sam ne bi mogel doseči življenjsko pomembnih nestanovitnih proračunov, ki bi ustvarili našo biosfero, ozračje in hidrosfero. "To pomeni, da lahko razširimo iskanje poti, ki vodijo do tega, da se na planetu združijo hlapni elementi, da bi podprli življenje, kot ga poznamo."
Delo skupine je del programa CLEVER Planets (Cycles of Life-Essential Volatile Elements on Rocky) Planetov.
Viri:
- Sporočilo za javnost: Planetarni trk, ki je tvoril Luno, je na Zemlji omogočil življenje
- Raziskovalni članek: Dostava ogljika, dušika in žvepla na silikatno Zemljo z velikanskim udarcem
- Vesoljska revija: Kataklizmični trk je oblikoval Luno, a ubil Theio
- CLEVER Planeti
