Столкновение, в результате которого образовалась Луна, могло также принести воду на раннюю Землю
Ученые из Мюнстерский университет обнаружили, что Земля получила воду в результате столкновения с Тейей. Тейя была древним телом, которое столкнулось с Землей и образовало Луну. Их открытие показывает, что вода на Земле намного древнее, чем считалось ранее.
Постоянная теория формирования Луны включает древнее тело под названием Тейя. Около 4,4 миллиарда лет назад Theia столкнулся с Землей. В результате столкновения образовалось массивное кольцо обломков, из которых образовалась Луна.
Постоянная теория также гласит, что Земля собирала воду с течением времени после столкновения с Тейей, когда воду доставляли кометы и астероиды. Но новое исследование из Университета Мюнстера представляет доказательства, подтверждающие другой источник воды на Земле: саму Тейю.
«Наш подход уникален, потому что он впервые позволяет нам связать происхождение воды на Земле с образованием Луны».
Торстен Кляйне, профессор планетологии Мюнстерского университета.
Ученые долгое время считали, что Тейя была телом из внутренней солнечной системы, поскольку по своей природе оно было каменистым. Но новое исследование говорит, что это не так. Вместо этого Тейя берет свое начало во внешней Солнечной системе.
Земля-восхождение с Луны. Кредит изображения: НАСА, Годдард.
Ключом к пониманию этих событий является представление о влажной и сухой частях нашей Солнечной системы. Солнечная система образовалась около 4,5 миллиардов лет назад, и мы знаем, что ее структура привела к сухой внутренней области и влажной внешней области. Земля - это немного загадка, потому что она образовалась в засушливом регионе, ближе к Солнцу, но на ней много воды. Поэтому исследования, подобные этому, которые пытаются понять, как Земля получила воду, очень важны.
Во многом наше понимание воды на Земле связано с двумя типами метеоритов: углеродистыми метеоритами, которые богаты водой, и неуглеродистый более сухие метеориты. Углеродистые метеориты происходят из внешних источников Солнечной системы, а более сухие неуглеродистые метеориты - из внутренних районов Солнечной системы. Получил все это?
Существует множество свидетельств того, что вода на Землю была доставлена влажными углеродистыми метеоритами из внешних областей Солнечной системы, но никогда не известно, когда и как это произошло. Это исследование вносит определенную определенность в этот вопрос.
Астероид Веста любезно предоставлен космическим кораблем НАСА Dawn. Метеориты, выброшенные из Весты, возможно, помогли сформировать воду на Земле. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech / UCAL / MPS / DLR / IDA.
«Чтобы ответить на этот вопрос, мы использовали изотопы молибдена».
Доктор Геррит Бадде, ведущий автор, Институт планетологии в Мюнстере.
Исследование называется «Изотопное свидетельство молибдена поздней аккреции материала из внешних источников Солнечной системы на Землю», и оно опубликовано в журнале Природа Астрономия . Как ясно из названия, все дело в изотопах молибден , и разница между молибденом в ядре Земли и молибденом в мантии Земли.
«Чтобы ответить на этот вопрос, мы использовали изотопы молибдена. Изотопы молибдена позволяют нам четко различать углеродистый и неуглеродистый материал и, как таковые, представляют собой «генетический отпечаток» материала внешней и внутренней солнечной системы », - объясняет доктор Геррит Бадде из Института планетологии в Мюнстере и ведущий автор. исследования.
Почему молибден? Потому что у него очень полезное свойство, когда дело доходит до ответа на вопрос о происхождении воды на Земле. Молибден очень дружелюбен к железу, то есть большая его часть находится в ядре Земли, которое в основном состоит из железа.
Ядро древнее, потому что Земля в первые дни была расплавленным шаром, и более тяжелые элементы, такие как железо, мигрировали, чтобы сформировать ядро. Поскольку молибден любит железо, молибден тоже пошел на удар. Но в земной коре есть также молибден, который должен был быть доставлен на Землю после того, как остыл, иначе он также переместился бы в ядро. Итак, на Земле есть две популяции молибдена, и все они разные. изотопы .
Слои Земли. Поскольку молибден любит железо, он опустился до ядра, когда Земля расплавлялась. Молибден в мантии или коре должен был попасть на Землю позже, когда планета остыла. Изображение предоставлено Kelvinsong - собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23966175
И этот молибден в мантии Земли, появившийся с опозданием, должен был появиться из тел, которые позже врезались в Землю в процессе ее формирования. «Молибден, который сегодня доступен в мантии Земли, происходит из поздних стадий формирования Земли, в то время как молибден из более ранних фаз полностью находится в ядре», - объясняет доктор Кристоф Буркхардт, второй автор исследования.
Эти результаты впервые ясно показывают, что углеродистый материал из внешних влажных областей Солнечной системы прибыл на Землю с опозданием.
Но статья идет еще дальше. Поскольку молибден в мантии должен был происходить из внешней Солнечной системы, поскольку это был другой изотоп, это означает, что Тейя также должна была происходить из внешней Солнечной системы. Ученые, стоящие за этим исследованием, показывают, что столкновение с Тейей предоставило достаточно углеродистого материала, чтобы составлять большую часть воды на Земле.
«Наш подход уникален, потому что он впервые позволяет нам связать происхождение воды на Земле с образованием Луны. Проще говоря, без Луны на Земле, вероятно, не было бы жизни », - говорит Торстен Кляйне, профессор планетологии Мюнстерского университета.