В новом исследовании обнаружили, что древнее столкновение, сформировавшее Луну, могло также принести все необходимые для жизни компоненты. Более 4.4 млрд. лет назад тело марсианского размера врезалось в примитивную Землю, создав наш спутник, вышедший на стабильную орбиту вокруг планеты.
Однако ученые считают, что это событие могло оказать гораздо большее влияние, чем полагали ранее. Статья от 23 января указывает, что столкновение могло наполнить планету углеродом, азотом и серой, необходимыми для зарождения жизни. На тот момент Земля напоминала сегодняшний Марс. У нее были ядро и мантия, но остальная часть была бедна на летучие элементы.
Элементы вне ядерных частей планеты могут смешиваться друг с другом, но никогда не контактируют с элементами ядра. Хотя в последнем существовало несколько летучих веществ, у них не было возможности прорваться к внешним слоям планеты. Тогда произошло столкновение.
Одна теория гласит, что особые типы метеоритов (углеродистые хондриты) врезались в Землю и предоставили объемной силикатной планете необходимые летучие вещества. Идея основывается на том факте, что соотношения элементов сходятся с найденными в метеоритах. То есть, источником элементов должны выступать метеориты.
Но есть проблема: здесь не учитывается соотношение углерода и азота. В метеоритах присутствует около 20 частей углерода на одну часть азота, а в земном материале – 40 частей углерода на каждую часть азота.
Древнее столкновение
Поэтому исследователи решили проверить другую теорию: что если наша планета пообедала крупным чужаком? Земля могла столкнуться с множеством планетных типов. Один из них способен дать необходимую пропорцию элементов. Если столкновение произошло, то два планетарных ядра слились вместе с мантиями. Ученые решили спроектировать теоретическую поглощенную планету.
Для этого в лаборатории создали высокотемпературные условия высокого давления, при которых могло появиться ядро планеты. В капсулах из графита (форма углерода) они объединили металлический порошок (ядро) с различными пропорциями силикатного порошка (смесь кремния и кислорода – мантия).
Меняя температуру, давление и пропорции серы в экспериментах, команда вывела сценарии того, как элементы могли разделиться между ядром и остальной частью гипотетической планеты. Оказалось, углерод гораздо менее склонен связываться с железом при высоких концентрациях азота и серы. А вот азот контактирует с железом даже при большом объеме серы.
Затем данные использовали в симуляции, чтобы проверить, как себя ведут различные летучие элементы. После более миллиарда симуляций обнаружили, что самый правдоподобный сценарий включает столкновение Земли с планетой марсианского размера, которая включала 25-30% серы в ядре. Теорию еще предстоит проверить, но у нее большой потенциал.
