Находка в недрах Земли раскрывает тайны планеты

Когда-то Земля имела совершенно иной облик и химический состав. После космической катастрофы считалось, что от её первоначального состояния ничего не осталось. Однако недавние открытия проливают свет на раннюю историю планеты и происхождение жизни. При этом не все учёные согласны с выводами исследований. Сообщают РИА Новости

«Это поразительно»

Миллиарды лет назад Солнечная система представляла собой вращающийся диск из газа и пыли, из которого сформировались древние метеориты. Их слияние привело к образованию прото-Земли и соседних планет.

Считается, что ранняя Земля была каменистым телом, покрытым океанами лавы. Около 4,5 миллиардов лет назад она столкнулась с гипотетической планетой Тейя, размером с Марс. Это событие привело к образованию Луны и изменению химического состава земных недр.

Ранее предполагалось, что фрагменты первозданной Земли были утрачены. Однако учёные из MIT (Массачусетский технологический институт) и других научных центров обнаружили следы материала прото-Земли. Исследование опубликовано в Nature Geosciences.

Ключевым элементом открытия стал редкий химический «отпечаток» – дисбаланс изотопов калия в древних породах из Гренландии, Канады и Гавайев. Обнаруженный дефицит изотопа калий-40 отличается от состава современных пород и метеоритов, указывая на более древнее происхождение.

Исследователи считают, что эти породы – уцелевшие фрагменты первичной Земли, избежавшие переплавки при столкновении. Моделирование подтвердило: если прото-Земля состояла из материала с дефицитом калий-40, то последующие процессы могли привести к современному составу земной коры.

Химический состав найденных пород не совпадает с известными типами метеоритов, что говорит об уникальности «строительных блоков» Земли. Учёным ещё предстоит найти их аналоги в космосе.

«Возможно, это первое прямое доказательство того, что мы сохранили материалы доисторической Земли. Это поразительно», – говорит Николь Ни, доцент MIT.

Российские специалисты высоко оценивают работу.

«Изначально было понятно, что какие-то остатки "исходной" Земли должны сохраниться в мантийных породах. Однако количественные оценки конкретной изотопной аномалии (К40), которые позволяют оценить вещество прото-Земли, получены впервые», – отмечает Сергей Воропаев, кандидат физико-математических наук, сотрудник ГЕОХИ РАН.

Поставщик жизни

В другом исследовании учёные из Имперского колледжа Лондона предполагают, что без столкновения с Тейей жизнь на Земле не зародилась бы. По их мнению, Тейя сформировалась дальше от Солнца, где могли конденсироваться летучие вещества – водород и углерод, важные для органики. На горячей Земле они испарялись, а Тейя стала «поставщиком» необходимых элементов, поясняет Паскаль Крутташ.

Для подтверждения теории специалисты изучили изотопы марганца и хрома в породах и метеоритах. Радиоактивный распад этих элементов позволяет заглянуть в первые 15 миллионов лет истории Земли. Анализ показал, что летучие вещества имеют внеземное происхождение и были принесены телом из внешней части Солнечной системы. Статья опубликована в Science Advances.

Исследование перекликается с другими работами. Моделирование показало, что Тейя могла доставить на Землю значительное количество воды, сохранившейся в мантии. Эта вода не поднялась на поверхность и осталась в недрах планеты.

А была ли Тейя?

Несмотря на популярность теории столкновения с Тейей, не все учёные её поддерживают. Альтернативную точку зрения высказывал Эрик Галимов, бывший директор ГЕОХИ РАН. Его идеи продолжают обсуждаться.

«Я считаю, что зародыши Земли и Луны образовались из общего разреженного сгущения и затем росли за счет выпадения на них тел, которые были гораздо меньше Марса», – говорит Сергей Ипатов, доктор физико-математических наук, сотрудник ГЕОХИ РАН.

Он считает, что обнаруженные образцы с необычным составом калия можно объяснить и без мегаимпакта. По его расчётам, Земля росла за счёт вещества, образовавшегося рядом с её орбитой, а затем – из разных районов Солнечной системы. Элементы, вошедшие в состав зародыша, могли отличаться от тех, что появились позже.

Также Ипатов не согласен с мнением, что жизнь могла возникнуть только после столкновения. «При мегаимпакте вещество в значительной мере испарялось, что никак не способствовало зарождению жизни. Воду и летучие вещества могли принести тела, приходившие из-за орбиты Марса», – поясняет он.

Сергей Воропаев добавляет, что жизнь появилась, когда сложились подходящие условия: остыл магматический океан, сформировалась кора, сконденсировалась вода, появились океаны. По его словам, элементы, необходимые для жизни, были в избытке, а решающую роль сыграли природные процессы и особенности планеты.

Таким образом, вопросы о судьбе ранней Земли и происхождении жизни остаются открытыми. Исследования продолжаются. 

Раннее портал «Вологда-Поиск» писал, что новое исследование опровергло версию о постепенном вымирании динозавров до падения астероида.