Maata ei muodostettu sisältäen tarvittavia kemikaaleja elämän alkamiseksi. Yksi hyvin tuettu teoria, nimeltään myöhäisviiluteoria, viittaa siihen, että elämään tarvittavat haihtuvat kemikaalit saapuivat kauan sen jälkeen, kun maapallon muodostivat meteoriitit. Mutta uusi tutkimus haastaa myöhäisen viiluteorian.
Todisteet osoittavat, että Kuu luotiin, kun Theian niminen Marsin kokoinen planeetta törmäsi maan päälle. Isku loi roskarenkaan, josta Kuu muodostui. Nyt tämä uusi tutkimus kertoo, että sama vaikutus on saattanut toimittaa tarvittavat kemikaalit elämälle nuorelle maapallolle.
"Meillä on ensimmäinen skenaario, joka selittää <haihtuvien aineiden> ajoituksen ja toimituksen tavalla, joka on yhdenmukainen kaikkien geokemiallisten todisteiden kanssa."
Yhteiskirjailija Rajdeep Dasgupta, Maan, ympäristö- ja planeettatieteiden laitos, Rice University.
Vaikutus maan ja Theian välillä tapahtui noin 4,4 miljardia vuotta sitten, hyvin varhaisessa vaiheessa maan elämässä. Silloin maa sai todennäköisimmin suurimman osan hiilestään, typestään ja muista haihtuvista kemikaaleista, joita elämän olemassaolo edellyttää. Uusi tutkimus on peräisin Rice Universitystä, ja se julkaistaan Science Advances -lehdessä.
Tutkijat ovat tutkineet primitiivisiä meteoriitteja varhaisesta maasta ja muista sisäisen aurinkokunnan kallioisista planeetoista. He ovat havainneet, että muinaiset meteoriitit ovat ehtyneet haihtuvista kemikaaleista, jotka ovat välttämättömiä elämälle. Tämä herätti kysymyksen, mistä maapallon haihtuvat kemikaalit ovat peräisin?
"Primitiivisten meteoriittien tutkimuksesta tiedemiehet ovat jo kauan tienneet, että Maa ja muut sisäisen aurinkokunnan kallioiset planeetat ovat haihtuvia", "sanoi tutkimuksen avustaja Rajdeep Dasgupta. ”Mutta epävakaan toimituksen ajoituksesta ja mekanismista on keskusteltu kiivaasti. Meillä on ensimmäinen skenaario, joka voi selittää ajoituksen ja toimituksen tavalla, joka on yhdenmukainen kaikkien geokemiallisten todisteiden kanssa. "
Tutkimuksen takana olevan ryhmän mukaan vaikuttavalla planeetalla oli rikkirikas ydin, kun taas vaipan ja kuoren sisällä oli haihtuvia aineita. Kun se törmäsi maan kanssa, se ruiskutti elämään tarvittavia kemikaaleja, kuten typpeä, hiiltä, vetyä ja rikkiä, maankuoreen. Törmäys myös ajoi avaruuteen valtavia määriä materiaalia, joka yhdistyi kuuhun.
"Havaitsimme, että kaikki todisteet ... ovat yhdenmukaisia kuunmuodostusvaikutuksen kanssa, joka liittyy haihtuvaan, Marsin kokoiseen planeettaan, jossa on rikas rikas ydin."
Damanveer Grewal, tutkimuksen pääkirjailija, grad-opiskelija, Rice University.
Tämän tutkimuksen takana oleva ryhmä teki kokeita laboratoriossa, joka matkii korkean paineen ja korkean lämpötilan olosuhteita, jotka havaittiin, kun planeetan ydin muodostui. Kokeilut auttoivat testaamaan heidän teoriansa, jonka mukaan haihtuvat yhdisteet tulivat Maahan törmäyksen seurauksena rikkirikkaan ytimen kanssa olevan planeetan kanssa.
Luovuttajaplaneetan ydinrikkipitoisuus on tärkeä, koska hämmentävä joukko kokeellisia todisteita hiilestä, typestä ja rikistä, joita esiintyy kaikissa maapallon muissa osissa kuin ytimessä. "Ydin ei ole vuorovaikutuksessa muun maan kanssa, mutta kaikki sen yläpuolella, vaippa, kuori, hydrosfääri ja ilmapiiri, ovat kaikki yhteydessä toisiinsa",
opintojen pääkirjailija ja jatko-opiskelija Damanveer Grewal sanoi. "Materiaalisyklit niiden välillä."
He kokeilivat ideaa oletetulla maapallon ytimellä, joka sisälsi vaihtelevia rikkipitoisuuksia. He halusivat tietää, poistuiko korkean rikkipitoisuuden omaava hiili, typpi vai molemmat. Kaiken kaikkiaan he havaitsivat, että mitä suurempi ytimen rikkipitoisuus on, sitä vähemmän on todennäköistä, että se sisältää haihtuvia aineita. Ainakin Maan tapauksessa.
Typpi ei juurikaan vaikuttanut siihen ”, Grewal sanoi. "Se pysyi liukoisena seoksissa silikaatteihin nähden, ja se alkoi poistua ytimestä vain korkeimmassa rikkipitoisuudessa."
Näiden kokeiden tuloksia käyttämällä he suorittivat yli miljardin simulaation selvittääkseen, kuinka maapallolla olisi voinut saada haihtuvat kemikaalit. ”Havaitsimme, että kaikki todisteet - isotooppiset allekirjoitukset, hiili-typpisuhde ja hiilen, typen ja rikin kokonaismäärät irtotavarassa olevassa silikaatissa Maassa - ovat yhdenmukaisia kuunmuodostusvaikutuksen kanssa, johon liittyy haihtuvaa laakeria, Mars- kokoinen planeetta, jossa on rikkirikas ydin ”, Grewal kertoi.
Tämän tutkimuksen vaikutukset koskevat enemmän kuin vain maata. He kertovat meille myös jotain siitä, kuinka elämä voi tulla muille kallioisille planeetoille muissa aurinkokunnissa.
"Tämä tutkimus viittaa siihen, että kallioisella, maapallomaisella planeetalla on enemmän mahdollisuuksia hankkia elämälle välttämättömiä elementtejä, jos se muodostuu ja kasvaa jättiläisistä vaikutuksista planeettojen kanssa, jotka ovat näytteilleet eri rakennuspalikoita, kenties protoplanetaarisen levyn eri osista", Dasgupta sanoi. .
"Tämä poistaa joitakin rajaolosuhteita", Dasgupta sanoi. "Se osoittaa, että elämälle välttämättömät haihtuvat haihtuvat aineet voivat saapua planeetan pintakerroksiin, vaikka niitä valmistettaisiin planeettakappaleissa, joissa tapahtui ytimen muodostuminen hyvin erilaisissa olosuhteissa."
Dasgupta kertoi, että ei vaikuta siltä, että maapallon irtotavarana oleva silikaatti olisi yksinään voinut saavuttaa elintärkeät haihtuvat budjetit, jotka tuottivat biosfäärin, ilmakehän ja hydrosfäärin. "Tämä tarkoittaa, että voimme laajentaa etsintäämme polkuille, jotka johtavat haihtuvien elementtien kokoonpanoon planeetalla tukemaan elämää sellaisena kuin me sen tunnemme."
Ryhmän työ on osa CLEVER-planeettoja (elintärkeiden haihtuvien elementtien syklit Rocky-planeeteissa) -ohjelmaa.
Lähteet:
- Lehdistötiedote: Kuun muodostava planeettojen törmäys mahdollisti elämän maapallolla
- Tutkimuspaperi: Hiilen, typen ja rikin kuljettaminen silikaattimaahan jättiläismäisen iskun avulla
- Space Magazine: Kataklysminen törmäys muodosti Kuun, mutta tappoi Theian
- CLEVER-planeetat
