GCA: вода, несущая жизнь, прибыла на Землю позднее, чем считалось ранее

Фото из открытых источников

Группа ученых под руководством ученого из Ратгерского университета (США) пришла к выводу, что вода не появилась на Земле так рано во время ее формирования, как считалось ранее. Это открытие напрямую связано с вопросом о том, когда на планете зародилась жизнь.

Открытие, опубликованное в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta, имеет важное значение, поскольку полученные в ходе исследования данные подтверждают идею о том, что вода попала на планету из пыли и газа на последних этапах ее развития, что геологи называют поздней аккрецией.

Ученые стремятся узнать, когда появились необходимые для жизни составные материалы, чтобы понять, как и когда зародилась жизнь. Согласно современным научным представлениям, для начала жизни необходимы по крайней мере три необходимых ингредиента. Это вода, энергия и суп из органических химикатов, известный как CHNOPS — научное сокращение для углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы.

«Когда вода попала на планету — это главный нерешенный вопрос в планетологии», — сказала ведущий автор исследования Кэтрин Бермингем. «Если мы узнаем ответ, мы сможем лучше определить, когда и как развивалась жизнь».

Бермингем — космогеохимик, ученый, изучающий химический состав вещества в Солнечной системе, уделяя особое внимание происхождению и эволюции Солнечной системы и ее каменистых планет путем анализа земных пород и внеземных материалов, таких как метеориты.

Используя масс-спектрометрию с термической ионизацией и новый аналитический метод, разработанный командой, Бермингем и его коллеги изучили изотопы элемента молибдена. Изотоп — это форма элемента с тем же числом протонов, но другим числом нейтронов. Это позволяет ему иметь те же химические свойства, имея при этом другую атомную массу.

«Изотопный состав молибдена в земных породах дает нам особое окно в события, происходившие во время окончательного формирования ядра Земли, когда планета собирала последние 10–20 % материала. Считается, что этот период совпадает с образованием Луны», — сказала Бермингем.

Они извлекли молибден из образцов метеоритов, полученных из Национального музея естественной истории Смитсоновского института. Научное сообщество разделило метеориты на две общие группы: первая, «CC», с составными элементами, предполагающими, что метеориты образовались во внешней, предположительно более влажной, солнечной системе. Вторая группа, «NC», имеет характеристики, указывающие на то, что ее метеориты образовались во внутренней, предположительно более сухой, солнечной системе. Это исследование было сосредоточено на образцах, которые принадлежат к группе NC.

Они сравнили изотопный состав молибдена этих метеоритов с земными породами из Гренландии, Южной Африки, Канады, США и Японии, собранными полевыми геологами. Обычно считается, что молибден в этих породах был добавлен на Землю во время формирования Луны, когда произошло окончательное формирование ядра. Именно тогда команда хотела найти истоки воды.

«После того, как мы собрали разные образцы и измерили их изотопный состав, мы сравнили сигнатуры метеоритов с сигнатурами горных пород, чтобы увидеть, есть ли сходство или различие», — сказала Бермингем. «И оттуда мы сделали выводы».

Анализы показали, что изученные ими земные породы больше похожи на метеориты, прибывшие из внутренней части Солнечной системы (NC), чем на метеориты, прибывшие из внешней части Солнечной системы (CC).

«Мы должны выяснить, откуда в нашей солнечной системе появились строительные блоки Земли — пыль и газ — и когда это произошло», — сказала Бермингем. «Это информация, необходимая для понимания того, когда была подготовлена сцена для зарождения жизни».

Поскольку химический состав изученных ими земных пород совпадает с предполагаемыми метеоритами внутренней солнечной системы (NC), ученые пришли к выводу, что Земля не получила столько воды от события формирования Луны, как считалось ранее. Это открытие имеет важное значение, сказал Бермингем, поскольку популярная теория доставки воды заключается в том, что значительное количество воды Земли было добавлено, когда формировалась Луна.

Однако это исследование показало, что значительное количество воды, вероятно, не пришло в этот период роста. Вместо этого данные подтверждают интерпретацию того, что вода была доставлена на Землю меньшими порциями после формирования Луны, гораздо позже во время формирования Земли.

«Наши результаты показывают, что событие формирования луны не было основным поставщиком воды, в отличие от того, что считалось ранее», — резюмирует Бермингем. «Однако эти выводы допускают добавление небольшого количества воды после окончательного формирования ядра, во время так называемой поздней аккреции».