Planetárna kolízia, ktorá vytvorila Mesiac priniesla základné prvky života

Väčšina uhlíka a dusíka v našom tele pravdepodobne pochádzala z planéty veľkosti Marsu narážajúcej do Zeme pred 4,4 miliardami rokov, hovoria vedci. Výskumníci si už dlho myslia, že tieto prvky, ktoré sú kľúčové pre život, prišli na našu planétu na palubách primitívnych tiel, ako sú asteroidy, ale nová analýza naznačuje, že uhlík a dusík s najväčšou pravdepodobnosťou išli na Zem na planéte, ktorá už bola diferencovaná do vrstiev. zrelšie astronomické telo, prípadne planetárne embryo s plášťom a jadrom. To isté kolízie, hovoria, tvorili mesiac.

V novinách publikovaných v stredu Pokroky v oblasti vedy, tím na Rice University v Texase načrtol sériu experimentov a simulácií, ktoré podporujú hypotézu, že jediná veľká kolízia uložila chemický základ života na Zemi.

Damanveer Grewal, Ph.D. Rice University a hlavný autor štúdie obrátený že tento výskum mení príbeh o tom, ako elementárne stavebné kamene života prišli na našu planétu.

„Myšlienka, ktorá prevládala vo vedeckej komunite, bola, že tieto elementy boli dodané nediferencovanými orgánmi po tom, čo sa celá Zem takmer rozrástla,“ hovorí Grewal. "Snažíme sa povedať, že tieto elementy boli skutočne dodané obrovským dopadom veľkého, diferencovaného tela, a nie menších orgánov."

Porovnaním chemického zloženia zemskej kôry s okuliarmi na Mesiaci Grewal tím dospel k záveru, že majú spoločný pôvod - kataklyzmatickú udalosť, ktorá tvorila mesiac. A potom, spustením simulácií o tom, ako sa rôzne prvky usadzujú v rôznych častiach planéty, ako sa odlišuje, výskumníci rozpoznali, že diferencovaná planéta, ktorá sa zrazila so Zemou, by mala na svojom povrchu omnoho menší podiel materiálu bohatého na uhlík než nediferencované telo. áno. Je to preto, lebo zistili, že prvok sa usadí smerom k železnému jadru a zanechá v kôre planéty menej chemickej stopy. Rovnaký proces, vedci hovoria, sa stalo vo formovaní jadra Zeme.

Preto, keď sa táto embryonálna planéta zrazila so Zemou, asi 100 miliónov rokov po vytvorení našej planéty, preniesla by materiál na Zem s chemickým podpisom planéty, ktorej uhlík sa usadil do jadra - na rozdiel od nediferencovaného tela, ktorého zloženie bolo relatívne rovnomerné.

A ich modely vyvrátili túto hypotézu, čím poskytli ďalšiu podporu myšlienke, že tá istá planetárna kolízia, ktorá vytvorila mesiac, tiež uložila základné materiály pre život na našej planéte.

Tento výskum nadväzuje na predchádzajúcu prácu rovnakého laboratória v Rice, laboratória Rajdeep Dasgupta, Ph.D., ktorý bol tiež spoluautorom nového článku.

S týmto novým dokumentom tím pokračuje v pridávaní ďalších dôkazov k myšlienke, že elementy nevyhnutné pre život boli dodané obrovským dopadom. Grewal hovorí, že myšlienka by mohla zmeniť spôsob, akým sa ľudia pozerajú na deštruktívnu silu planetárnych zrážok.

„Keď sa ľudia pozerajú na obrovské dopady, vždy sa na to pozerajú ako na deštruktívnu udalosť,“ hovorí. "Ale teraz si to môžete skutočne predstaviť ako životodarnú udalosť."

abstrakt: Stav Zeme ako jedinej planéty podporujúcej život je výsledkom časovacieho a dodávacieho mechanizmu uhlíka (C), dusíka (N), síry (S) a vodíka (H). Na základe ich izotopických podpisov sa predpokladá, že pozemné prchavé látky pochádzajú z uhlíkatých chondritov, zatiaľ čo izotopové zloženia neprchavých hlavných a stopových prvkov naznačujú, že primárne stavebné kamene sú základnými materiálmi. Pomer C / N objemovej silikátovej Zeme (BSE) je však superchondriálny, čo vylučuje prchavú dodávku neskorej dyhy s chondritom. Okrem toho, ak sa dodá počas hlavnej fázy akreácie Zeme, potom, kvôli väčšej siderofilnej povahe (kovom milujúcej) povahe C vzhľadom na N, by tvorba jadra mala zanechať pomer subchondriálneho C / N v BSE. Tu uvádzame experimenty s vysokotlakovou teplotou, aby sa obmedzil osud zmesových prchavých látok CNS počas segregácie jadra-plášťa v oceánoch planétového embrya magma a ukázali, že C sa stáva oveľa menej siderofilným v N-ložiskách a S-bohatých zliatinách, zatiaľ čo siderofilný charakter N zostáva do značnej miery nedotknutý v prítomnosti S. Pomocou nových údajov a inverzných simulácií Monte Carlo, ukážeme, že vplyv planéty veľkosti Marsu, ktorý má minimálny príspevok z uhlíkatého materiálu podobného chondritu a ktorý sa zhoduje s udalosťou vytvárania Mesiaca, môže byť zdrojom veľkých prchavých látok v BSE.