Planetarni sudar koji je stvorio Mjesec isporučio je osnovne elemente života

Većina ugljika i dušika u našim tijelima vjerojatno je došla s planeta veličine Marsa koji se srušio na Zemlju prije 4,4 milijarde godina, kažu znanstvenici. Istraživači su dugo mislili da su ti elementi, ključni za život, stigli na našu planetu na primitivna tijela kao što su asteroidi, ali nova analiza sugerira da su ugljik i dušik najvjerojatnije jahali na Zemlju na planeti koja se već razlikovala u slojeve - znak zrelije astronomsko tijelo, možda planetarni embrij s plaštem i jezgrom. Isti sudar, kažu, stvorio je mjesec.

U radu objavljenom u srijedu u. T Znanstveni napredak, tim na Sveučilištu Rice u Teksasu opisao je niz eksperimenata i simulacija koje podupiru hipotezu da je jedan veliki sudar deponirao kemijski temelj života na Zemlji.

Damanveer Grewal, dr. Sc. studentica na Sveučilištu Rice i glavni autor studije Inverzan da ovo istraživanje mijenja priču o tome kako su elementarni gradivni blokovi života došli na naš planet.

"Ideja koja je prevladavala u znanstvenoj zajednici bila je da su ti elementi bili isporučeni od strane nediferenciranih tijela nakon što je cijela Zemlja gotovo stvorena", kaže Grewal. "Ono što pokušavamo reći je da su ti elementi doista doneseni ogromnim utjecajem velikog, različitog tijela, a ne manjih tijela."

Uspoređujući kemijski sastav Zemljine kore s naočalama na Mjesecu, Grewalov tim je zaključio da dijele zajedničko porijeklo - kataklizmički događaj koji je stvorio Mjesec. A onda, provodeći simulacije o tome kako se različiti elementi talože na različite dijelove planeta dok se razlikuje, istraživači su prepoznali da bi diferencirani planet koji bi se sudario sa Zemljom imao mnogo manje ugljično bogat materijal na svojoj površini nego nerazlučeno tijelo bi. To je zato što su pronašli da će se element naseliti prema željeznoj jezgri, ostavljajući manje kemijskih tragova u kori planeta. Isti proces, kažu istraživači, dogodio se u formiranju Zemljine jezgre.

Stoga, kada bi se ovaj embrionalni planet sudario s Zemljom, oko 100 milijuna godina nakon što se naš planet stvorio, prenio bi materijal na Zemlju s kemijskim potpisom planeta čiji se ugljik naselio do jezgre - za razliku od nediferenciranog tijela čiji je sastav bio relativno ujednačena.

Njihovi modeli podupirali su ovu hipotezu, podupirući ideju da je isti planetarni sudar koji je stvorio Mjesec također deponirao vrlo osnovne materijale za život na našoj planeti.

Ovo se istraživanje temelji na prethodnom radu istog laboratorija u Riceu, laboratoriju dr. Rajdeepa Dasgupte, koji je također bio koautor na novom papiru.

Tim novim radom, tim nastavlja dodavati više dokaza ideji da su elementi bitni za život donijeli ogroman utjecaj. Grewal kaže da bi ideja mogla promijeniti način na koji ljudi gledaju na destruktivnu snagu planetarnih sudara.

"Kada ljudi gledaju na ogromne utjecaje, uvijek to gledaju kao destruktivni događaj", kaže on. "Ali sada to zapravo možete i misliti kao životni događaj."

Sažetak: Status Zemlje kao jedine planete koja održava život rezultat je mehanizma određivanja vremena i isporuke ugljika (C), dušika (N), sumpora (S) i vodika (H). Na temelju njihovih izotopskih potpisa, smatra se da su kopnene hlapljive tvari izvedene iz ugljičnih hondrita, dok izotopni sastavi nehlapljivih glavnih i elemenata u tragovima upućuju na to da su materijali slični enstatitnim hondritima primarni građevni blokovi Zemlje. Međutim, omjer C / N u masi silikatne Zemlje (BSE) je superhondritski, što isključuje isparljive isporuke hondritnim kasnim furnirom. Osim toga, ako se isporuči tijekom glavne faze prirasta Zemlje, tada, zbog veće siderofilne (metalne ljubavi) prirode C u odnosu na N, formiranje jezgre treba ostaviti iza sebe subhondritski omjer C / N u BSE. Ovdje predstavljamo eksperimente s visokim tlakom-temperaturom kako bismo ograničili sudbinu miješanih hlapivih tvari CNS-a tijekom segregacije jezgre-plašt u planetarnim oceanima magme i pokazali da C postaje znatno manje siderofila u legurama koje nose N i S-bogate, dok siderofilni karakter N ostaje u velikoj mjeri nepromijenjen u prisutnosti S. Koristeći nove podatke i inverzne Monte Carlo simulacije, pokazujemo da je utjecaj planeta veličine Marsa, s minimalnim doprinosom materijala koji je sličan karbonatnom hondritu i koincidira s događajem koji stvara Mjesec., može biti izvor velikih nestabilnosti na BSE.