3 Minuten
Greita cheminė diferenciacija ankstyvojoje Saulės sistemoje
Saulės sistema susiformavo maždaug prieš 4,568 milijardo metų. Nauji tyrimai rodo, kad Žemės bendroji cheminė charakteristika susiformavo itin greitai — per kelis milijonus metų po susidarymo. Toks spartus laiko skalės nustatymas kelia iššūkį lėtesniems, laipsniško augimo modeliams planetų chemijoje ir palaiko scenarijus, kuriuose vėlyvi, dideli susidūrimai vaidino lemiamą vaidmenį nustatant Žemės sudėtį.
Įrodymai, palaikantys Didžiojo susidūrimo scenarijų
Šie rezultatai sustiprina Didžiojo susidūrimo hipotezę, kuri teigia, kad Žemės ir Mėnulio sistema susiformavo dėl milžiniško smūgio maždaug prieš 4,5 milijardo metų tarp protožemės ir Marsą primenančio kūno, dažnai vadinamo Theia. Manoma, kad Theia susiformavo arčiau išorės Saulės sistemos ir todėl turėjo didesnį lakiųjų medžiagų, įskaitant vandenį ir kitus gyvybei svarbius elementus, kiekį.
Pasak Didžiojo susidūrimo hipotezės, Žemės ir Mėnulio sistema susiformavo prieš 4,5 milijardo metų po to, kai su Žeme susidūrė Marsą primenantis objektas (Theia). (NASA)
Komandos analizės, remiantis izotopų žymėmis ir elementų santykiais, rodo, kad pradinė Žemė buvo santykinai sausa ir dominuota refraktinėmis medžiagomis — uolienų formavimo elementais. Lakiųjų medžiagų prisidėjimas vėlesnio smūgio metu suteikia nuoseklų paaiškinimą, kaip vandenilis, anglis ir kiti biologinei veiklai svarbūs elementai pasiekė Žemę.
Metodai, modeliai ir neužbaigti klausimai
Geocheminiai pėdsakai
Tyrėjai derina aukštos tikslumo izotopinius matavimus iš žemės ir Mėnulio mėginių su dinaminiais planetų kaupimosi modeliais. Izotopų sistemos, tokios kaip deguonies, volframo ir silicio, neša informacinius pėdsakus apie šaltinių rezervuarus ir laiką, leidžiančius mokslininkams spręsti, ar Žemės lakiųjų medžiagų atsargos buvo vietinės, ar pristatytos vėlesnių smūgių metu.
Reikia geresnių simuliacijų
Nors cheminiai duomenys dera su vėlyvu, vandeningu susidūrimu, tikslios to įvykio mechanikos dar nėra iki galo aiškios. Tolimesni žingsniai apima didelio masto kompiuterinius modelius ir aukštos raiškos simuliacijas, kurios turi atkartoti ne tik orbitinius ir masės rezultatus, bet ir pastebėtas Žemės bei Mėnulio chemines ir izotopines sudėtis.
Pasekmės astrobiologijai ir egzoplanetoms
Jeigu Žemės gyvybingumas yra atsitiktinis lakųjų medžiagų pristatymo rezultatas vėlyvo susidūrimo metu, tuomet gyvybę palankios sąlygos galėtų būti retesnės ir labiau stokastiškos kitose planetų sistemose nei manyta anksčiau. Tai turi tiesioginių padarinių astrobiologijai: uolinės planetos, besisukančios arti savo žvaigždžių, gali neturėti vandens, nebent jos patyrė vėlyvą lakiųjų medžiagų tiekimą iš toliau esančių regionų.
Šie atradimai tikslina tikslinių egzoplanetų atranką būsimiems tyrimams ir papildo planetų sistemų evoliucijos modelius, kurie siekia numatyti, kur labiausiai tikėtinos gyvybei palankios planetos.
Eksperto įžvalga
Dr. Lena Kruttasch, planetų geochemiškė, dalyvavusi tyrime, pabrėžia, kad greita ankstyvoji diferenciacija, po kurios įvyko vėlyvas, lakiųjų medžiagų turtingas smūgis, pateikia paprastą paaiškinimą Žemės dabartinei chemijai. Ji atkreipia dėmesį, kad planetos dabartinis gyvybę palaikantis inventorius gali neatspindėti tolygaus, nuolatinio vystymosi, o veikiau reikšmingo stokastiško įvykio — vėlyvo susidūrimo, atnešusio vandenį ir kitas lakias medžiagas. Tolimesni pažangos žingsniai priklausys nuo sujungtų geocheminių ir dinaminių modelių, kurie atkartotų tiek fizinius, tiek izotopinius stebėjimus.
Išvados
Nauji geocheminiai įrodymai rodo, kad Žemės chemija susiformavo greitai ir palaiko Didžiojo susidūrimo kilmę Žemės–Mėnulio sistemai, kurioje vandens turinti masė tiekė gyvybei reikalingus elementus. Šie rezultatai aiškina mūsų supratimą apie ankstyvuosius Saulės sistemos procesus, pabrėžia stokastiškų susidūrimų vaidmenį formuojant gyvybei palankias sąlygas ir nukreipia būsimus modeliavimus bei stebėjimus, ieškančius gyvybės už Žemės ribų.
Quelle: sciencealert
Kommentare