3 Minutės
Greitas cheminis diferencijavimasis ankstyvojoje Saulės sistemoje
Saulės sistema susiformavo maždaug prieš 4,568 milijonus metų. Naujos analizės rodo, kad Žemės bendras cheminis pobūdis susiformavo neįtikėtinai greitai — per kelis milijonus metų po jos susidarymo. Toks spartus laikas kelia iššūkį lėtesniems, palaipsniui vykstančios augimo modeliams planetų chemijoje ir palaiko scenarijus, kuriuose vėlyvi ir dideli susidūrimai turėjo lemiamą vaidmenį nustatant Žemės sudėtį.
Įrodymai, palaikantys Didžiojo smūgio scenarijų
Šie rezultatai stiprina Didžiojo smūgio hipotezę, kuri teigia, kad Žemės–Mėnulio sistema susiformavo maždaug prieš 4,5 milijardo metų po masyvios kolizijos tarp proto‑Žemės ir Marso dydžio kūno, dažnai vadinamo Theia. Manoma, kad Theia susiformavo toliau nuo Saulės ir todėl turėjo didesnį lakiųjų medžiagų, įskaitant vandenį ir kitus gyvybei svarbius elementus, santykį.
Pagal Didžiojo smūgio hipotezę, Žemės–Mėnulio sistema susiformavo prieš 4,5 milijardo metų po to, kai Marso dydžio objektas (Theia) susidūrė su Žeme. (NASA)
Komandos analizės, nagrinėjančios izotopines žymas ir elementų santykius, rodo, kad pirmapradė Žemė buvo santykinai sausa ir dominuojama refraktoriškų, uolienas formuojančių elementų. Vėlyvojo, lakiųjų medžiagų turtingo smūgio priedas pateikia nuoseklų paaiškinimą, kaip Žemėje atsirado vanduo, anglis ir kiti biologiniu požiūriu svarbūs elementai.
Metodai, modeliai ir neišspręsti klausimai
Geocheminiai žymenys
Tyrėjai jungia didelio tikslumo izotopinius matavimus žemės ir mėnulio mėginiuose su dinaminiais planetų akrecijos modeliais. Izotopų sistemos, tokios kaip deguonis, volframas ir silicis, neša informatyvius geocheminius žymenis apie kilmės rezervuarus ir laiką, leidžiančius mokslininkams nustatyti, ar Žemės lakiųjų medžiagų atsargos buvo vietinės, ar pristatytos vėlesnių smūgių.
Reikia patobulintų simuliacijų
Nors cheminiai duomenys dera su vėlyvu, vandeniu turtingu susidūrimu, tikslinė to įvykio mechanika vis dar nėra pilnai suprasta. Tolimesni žingsniai apima didelio masto kompiuterines simuliacijas ir aukštos raiškos modeliavimą, kurie turi atkartoti ne tik orbitinius ir masės rezultatus, bet ir stebimas Žemės bei Mėnulio chemines ir izotopines savybes.
Pasekmės astrobiologijai ir egzoplanetoms
Jeigu Žemės tinkamumas gyvybei yra atsitiktinio lakiųjų medžiagų pristatymo vėlyvo smūgio rezultatas, tuomet palankios gyvybei sąlygos gali būti retesnės ir labiau stochastiškos kitose planetų sistemose nei manyta anksčiau. Tai turi tiesioginių pasekmių astrobiologijai: uolingos planetos, esančios arti savo žvaigždžių, gali neturėti vandens, jei jos nepatyrė vėlyvo lakiųjų medžiagų pristatymo iš tolimesnių trajektorijų.
Šie atradimai patikslina tikslines vietas būsimoms egzoplanetų studijoms ir informuoja planetų sistemų evoliucijos modelius, kurie siekia nuspėti, kuria tikimybe galimos gyvenamųjų pasaulių vietos.
Eksperto įžvalga
Dr. Lena Kruttasch, geochemikė, dalyvavusi tyrime, pabrėžia, kad spartus ankstyvas cheminis diferencijavimasis, po kurio įvyko vėlyvas, lakiųjų medžiagų turtingas smūgis, siūlo paprastą paaiškinimą Žemės dabartinei chemijai. Ji pažymi, kad planetos dabartinis gyvybei palankus elementų rinkinys gali neatsispindėti nuolatiniam, tolygiam vystymuisi, o būti reikšmingo stochastinio įvykio rezultatu: vėlyvo susidūrimo, kuris pristatė vandenį ir kitus lakiojo pobūdžio elementus. Tolimesnė pažanga priklausys nuo susietų geocheminių ir dinaminių modelių, kurie gebėtų atkartoti tiek fizinius, tiek izotopinius stebimus parametrus.
Išvada
Nauji geocheminiai įrodymai rodo, kad Žemės chemija susiformavo greitai ir pateikia paramą Didžiojo smūgio kilmei Žemės–Mėnulio sistemai, kurioje vandens turėjęs kūnas tiekiavo gyvybei reikalingus elementus. Šie rezultatai aiškiau apibrėžia ankstyvąsias Saulės sistemos procesų gaires, pabrėžia stochastinių susidūrimų vaidmenį kuriant gyvybingas sąlygas ir nurodo kryptis būsimiems modeliavimo darbams bei stebėjimams, ieškant gyvybės už Žemės ribų. (Raktiniai žodžiai: Žemės cheminis diferencijavimas, Didysis smūgis, volatiliai, astrobiologija, egzoplanetos)
Šaltinis: sciencealert
Komentarai