NASA виявила новий спосіб, як Земля могла отримати елементи, необхідні для життя
Вчені, підтримувані NASA, надали нову інформацію про те, як рання Земля могла отримати деякі елементи, необхідні для того, щоб стати придатною для життя. Вони також пропонують нову роль Юпітера у розподілі цих елементів по молодій сонячній системі. Дослідження, опубліковане сьогодні в Science Advances, вивчає цю історію, аналізуючи співвідношення фосфору до азоту в залізних метеоритах та в молодших об'єктах, відомих як хондритах.
Дослідження свідчить про те, що Земля отримала запаси елементів, необхідних для життя, таких як фосфор і азот, переважно з внутрішньої сонячної системи, без значного внеску з хондритів зовнішньої сонячної системи
Дебджіт Патхак
Університет Райса
Формування планетарної системи
Наша сонячна система сформувалася з газу та пилу, які оберталися навколо протосонця більше 4.5 мільярдів років тому. Цей газ містив сировину, необхідну для формування планет, місяців і, зрештою, життя, як ми його знаємо. Два елементи, які мають особливе значення для життя, це азот і фосфор.
На ранніх стадіях формування сонячної системи газ і пил злилися в тіла, відомі як планетезимали. Коли ці об'єкти оберталися навколо молодого Сонця в цьому хаотичному середовищі, планетезимали зіткнулися, залишаючи розбиті уламки по всій системі. Зрештою, багато з цих частин були включені в планети та місяці. Інші частини збереглися до сьогодні у вигляді астероїдів, які все ще обертаються навколо Сонця, а якщо вони впали на Землю і були знайдені, то як метеорити. Ці метеорити забезпечують вікно в ранню сонячну систему в час, коли Землі ще не існувало. Хондрити та залізні метеорити — це два різні класи цих метеоритів.
Залізні метеорити — це щільні, металеві об'єкти, які в основному складаються з залізно-нікелевого сплаву. Хондрити, з іншого боку, є кам'янистими об'єктами і вони відповідальні за більшість метеоритів, які були знайдені на Землі.
Кожен тип метеорита походить від планетезималів, які сформувалися в різний час у нашій системі. Найстаріше покоління планетезималів є джерелом залізних метеоритів. Хондрити походять з другого покоління планетезималів, які сформувалися на 2-3 мільйони років пізніше.
Будівництво придатної для життя планети
Розуміння того, як була створена Земля і коли вона стала придатною для життя, важливо для астробіологів, які вивчають, як і коли наша планета стала придатною для життя, як ми його знаємо. Молодій Землі потрібно було мати запаси інгредієнтів для життя, включаючи азот і фосфор, щоб перші живі клітини могли сформуватися.
Існує дискусія серед вчених щодо того, звідки походять запаси елементів, необхідних для життя на Землі. Деякі докази вказують на хондрити зовнішньої сонячної системи, які подорожували всередину, щоб досягти Землі пізно в процесі формування нашої планети. Однак нове дослідження розповідає іншу історію.
Використовуючи лабораторні експерименти та геохімічні моделі, команда відтворила карту співвідношення фосфору до азоту (P/N) по ранній сонячній системі і виявила відмінності між першим (залізні метеорити) і другим (хондрити) поколіннями планетезималів.
Експерименти та подальше геохімічне моделювання показали, що перше покоління мало вищий коефіцієнт P/N у зовнішній сонячній системі, при цьому цей коефіцієнт зменшувався в напрямку внутрішньої сонячної системи. Ця тенденція була обернена у другому поколінні планетезималів, з вищими коефіцієнтами P/N у внутрішній сонячній системі.
Вважається, що під час формування першого покоління планетезималів відбувався зовнішній потік матеріалу, який підвищував коефіцієнт P/N у зовнішній сонячній системі. Потім з'явився Юпітер.
Для нашої сонячної системи присутність і історія зростання Юпітера, дійсно, здається, відіграли критичну роль у визначенні розподілу основних хімічних інгредієнтів, необхідних для придатних для життя світів.
Радждіп Дасгупта
Університет Райса
Коли Юпітер сформувався і зріс до величезного розміру (і гравітаційного впливу), планета обмежила переміщення фосфору та азоту з внутрішньої до зовнішньої сонячної системи. Це означало, що коли з'явилося друге покоління планетезималів, ті, що знаходилися в внутрішній сонячній системі, залишилися з вищим коефіцієнтом P/N, ніж їхні родичі далі.
“Для нашої сонячної системи присутність і історія зростання Юпітера, дійсно, здається, відіграли критичну роль у визначенні розподілу основних хімічних інгредієнтів, необхідних для придатних для життя світів,” сказав Радждіп Дасгупта з Університету Райса в Х'юстоні та старший автор дослідження. “Залишається відкритим питанням, чи може бути встановлений бюджет елементів, необхідних для життя, подібний до земного, без планети, схожої на Юпітер, у популяції.”
Геохімічне моделювання акреції далі показує, що сучасний підпис P/N Землі найкраще відтворюється планетезималами внутрішньої сонячної системи, або тими, що пов'язані з залізними метеоритами, або тими, що пов'язані з хондритами.
“Дослідження свідчить про те, що Земля отримала свої запаси елементів, необхідних для життя, таких як фосфор і азот, переважно з внутрішньої сонячної системи, без значного внеску з хондритів зовнішньої сонячної системи,” зазначив ведучий автор дослідження Дебджіт Патхак, аспірант Університету Райса.
Для отримання додаткової інформації про астробіологію в NASA, відвідайте:
https://science.nasa.gov/astrobiology
Карен Фокс / Моллі Вассер
Штаб-квартира, Вашингтон
202-358-1600
[email protected] / [email protected]
Поширте матеріал у соцмережах або скопіюйте пряме посилання.
Коментарі до “NASA виявила новий спосіб, як Земля могла отримати елементи, необхідні для життя”