Planetární srážka, která vytvořila Měsíc dodala základní prvky života

Většina uhlíků a dusíku v našem těle pochází pravděpodobně z planety velikosti Marsu, která narazí do Země před 4,4 miliardami let, říkají vědci. Výzkumníci si již dlouho mysleli, že tyto elementy, rozhodující pro život, přišly na naši planetu na primitivní těla, jako jsou asteroidy, ale nová analýza naznačuje, že uhlík a dusík s největší pravděpodobností jeli na Zemi na planetě, která již byla diferencovaná do vrstev. zralejší astronomické tělo, možná planetární embryo s pláštěm a jádrem. Tato stejná kolize, říkají, tvořila měsíc.

V článku zveřejněném ve středu v Vědecké pokroky, tým na Rice University v Texasu načrtl řadu experimentů a simulací, které podporují hypotézu, že jediná významná kolize uložila chemický základ života na Zemi.

Damanveer Grewal, Ph.D. student na Rice University a hlavní autor studie Inverzní že tento výzkum mění příběh o tom, jak elementární stavební kameny života přišly na naši planetu.

„Myšlenka, která ve vědecké komunitě převládá, byla taková, že tyto elementy byly dodány nediferencovanými těly poté, co se celá Země téměř rozšířila,“ říká Grewal. „Snažíme se říci, že tyto elementy byly skutečně vydány obrovským dopadem velkého, diferencovaného těla, spíše než menších těles.“

Porovnáním chemického složení zemské kůry s brýlemi na měsíci Grewalův tým dospěl k závěru, že mají společný původ - kataklyzmatickou událost, která tvořila měsíc. A pak, prováděním simulací o tom, jak se různé prvky usazují v různých částech planety, jak se liší, vědci rozpoznali, že diferencovaná planeta, která se srazila se Zemí, by měla na svém povrchu mnohem méně uhlíku bohatého poměru než nediferencované tělo. bych. Je to proto, že prvek zjistil, že se prvek usadí směrem k železnému jádru, takže v kůře planety zůstane méně chemické stopy. Stejný proces, říkají vědci, se stalo ve formování jádra Země.

Když se tedy tato embryonální planeta srazila se Zemí, asi 100 milionů let poté, co se naše planeta utvořila, přenesla by materiál na Zemi nesoucí chemický podpis planety, jejíž uhlík se usadil do jádra - na rozdíl od nediferencovaného těla, jehož složení bylo relativně rovnoměrné.

A jejich modely tuto hypotézu nesly, poskytovaly další podporu myšlence, že stejná planetární srážka, která vytvořila měsíc, také uložila základní materiály pro život na naší planetě.

Tento výzkum navazuje na předchozí práci stejné laboratoře v Rice, laboratoři Rajdeep Dasgupta, Ph.D., který byl také spoluautorem nového článku.

Tímto novým dokumentem tým pokračuje v přidávání dalších důkazů k myšlence, že elementy, které jsou životně důležité, byly dodány obrovským dopadem. Grewal říká, že nápad by mohl změnit způsob, jakým se lidé dívají na destruktivní sílu planetárních kolizí.

„Když se lidé dívají na obří dopady, vždy se na to dívají jako na destruktivní událost,“ říká. "Ale teď si to můžete skutečně představit jako životodárnou událost."

Abstraktní: Stav Země jako jediné planety udržující život je výsledkem mechanismu načasování a dodávání uhlíku (C), dusíku (N), síry (S) a vodíku (H). Na základě jejich izotopických podpisů se předpokládá, že pozemní těkavé látky jsou odvozeny od uhlíkatých chondritů, zatímco izotopové složení netěkavých hlavních a stopových prvků naznačují, že primární materiály, které jsou základními stavebními kameny Země, jsou materiály obsahující chitronit. Poměr C / N objemové silikátové zeminy (BSE) je však superchondrický, což vylučuje těkavé dodávání pozdní dýhou z chondritu. Kromě toho, pokud by byla provedena během hlavní fáze akreace Země, měla by být vzhledem k větší siderofilní povaze (kovem milující) povaze C vzhledem k N ponechána tvorba jádra za poměrem subchondriálního C / N v BSE. Zde prezentujeme experimenty s vysokotlakou teplotou, které omezují osud smíšených těkavých látek CNS během segregace jádro-plášť v planetárních planetách a ukazují, že C se stává mnohem méně siderofilním v N-ložiscích a S-bohatých slitinách, zatímco siderofilní charakter N zůstává do značné míry nedotčeno přítomností S. Použitím nových dat a inverzních simulací Monte Carlo ukážeme, že dopad planety velikosti Marsu, který má minimální podíl od uhlíkatého materiálu podobného chondritu a který se shoduje s událostí tvořící měsíc, může být zdrojem významných těkavých látek v BSE.