Давним-давно, на своїх ранніх етапах існування, наша планета Земля була не що інше, як безжиттєвою, безплідною пусткою, вкрита розпеченими породами та позбавлена будь-яких умов, здатних підтримувати життя. Але, як тепер припускає нове дослідження, все змінилося внаслідок епохального космічного зіткнення, яке принесло на наш світ саме ті елементи, що виявилися життєво необхідними для зародження життя.
Таємниця Теї: Постачальник Життєдайних Речовин
Історія, що проливає світло на походження життя на Землі, тісно пов’язана з гіпотетичним зіткненням пра-Землі з протопланетою розміром з Марс, яку вчені назвали Тея. Протягом десятиліть ця грандіозна подія була центральною темою наукових дискусій, особливо щодо того, як з уламків цього космічного катаклізму міг утворитися наш Місяць. Місяць, єдиний природний супутник Землі, відіграє значну роль у стабілізації нахилу земної осі та регулюванні припливів і відпливів, що, як вважається, також мало важливе значення для розвитку життя.
Тепер, завдяки новому дослідженню, вчені висувають ще одне захопливе припущення: Тея не лише сформувала Місяць, а й доставила на нашу молоду планету деякі з основних компонентів для зародження життя понад чотири мільярди років тому. «Ми дійшли висновку, що імпактор Тея, який утворив Місяць, зародився далі в Сонячній системі [ніж Земля] і був багатий на леткі речовини», – пояснив Live Science Паскаль Крютташ, провідний автор дослідження та докторант Університету Берна під час проведення дослідження.
Леткі речовини – це хімічні сполуки, які легко випаровуються, такі як водень і вуглець. Вони вважаються основними будівельними елементами життя. Ближче до Сонця температури були занадто високі, щоб ці матеріали могли конденсуватися, тому вони залишалися в газоподібному стані поблизу ранньої Землі та інших кам’янистих планет, таких як Меркурій, Венера та Марс. Проте далі від Сонця, у холодніших регіонах, де утворилися газові гіганти, як-от Юпітер і Сатурн, а також комети та астероїди, летких речовин було вдосталь. Тея, що походить з цих зовнішніх областей, виявилася справжнім космічним «постачальником» цих життєво важливих елементів для Землі.
Розшифровуючи Сліди Космічного Походження
Для свого дослідження вчені використали складну хімічну модель, щоб проаналізувати ізотопи (різновиди елементів) з метеоритів, а також зразків гірських порід Землі. Ізотопи – це атоми одного й того ж хімічного елемента, які мають різну кількість нейтронів у ядрі. Деякі з них є радіоактивними і розпадаються з відомою швидкістю, що дозволяє вченим точно визначати вік подій у космічній історії.
Команда дослідників зосередилася на радіоактивному розпаді ізотопу мангану, який існував на ранній Сонячній системі та поступово розпадався до хрому протягом кількох мільйонів років. Ця точна шкала розпаду дозволила вченим відстежити процеси, що відбувалися протягом перших 15 мільйонів років формування Землі. (Нагадаємо, що вік самої Сонячної системи становить приблизно 4,5 мільярда років).
Зазирнувши в ранню Сонячну систему, дослідники виявили деякі важливі підказки. Пра-Земля та планети, що формувалися поблизу, швидко змінювалися протягом перших трьох мільйонів років, обмінюючись пилом і газом через випаровування та конденсацію. Однак цей процес обміну практично припинився через три мільйони років, оскільки перші кам’янисті та газові планети вже поглинули значну частину вільної матерії в нашій Сонячній системі. Простіше кажучи, планети, що були ближче до Сонця, мали менше летких елементів, ніж ті, що знаходилися далі, через вищі температури у внутрішніх регіонах.
Саме тому леткі речовини на Землі мали надійти з великого джерела, такого як Тея, яка, за оцінками, зіткнулася з нашою планетою приблизно 4,5 мільярда років тому. (Згідно з іншими дослідженнями, нова робота припускає, що Тея була типом хондриту, кам’янистого матеріалу, багатого на вуглець та органічні сполуки, який зазвичай формується далеко від Сонця).
Дари Води: Інше Відкриття Теї
Це не єдине недавнє дослідження, що стосується Теї та її впливу на життя на Землі. Інше, не пов’язане з першим, дослідження, яке має бути опубліковане 15 листопада в журналі Icarus, припускає, що Тея також доставила значну кількість води на нашу планету – і її сліди досі помітні в мантії Землі. Мантія Землі – це товстий шар розплавлених і напіврозплавлених порід, що знаходиться між корою та ядром планети. Вона відіграє вирішальну роль у геологічних процесах, таких як тектоніка плит і вулканізм.
Ця мантійна вода є своєрідною загадкою для геологів, оскільки “вода менш щільна, ніж матеріали, що зазвичай знаходяться в мантії Землі, і повинна була піднятися до кори або океанів”, – зазначив співавтор дослідження Педро Мачадо, астрофізик з Португальського інституту астрофізики та космічних наук. Моделювання, проведене в рамках цього дослідження, показало, що Тея доставила більшу частину води в мантії на ранню Землю, і “не було достатньо часу, щоб ця вода досягла поверхні”, – додав Мачадо.
Чи Легко Зародити Життя у Всесвіті?
Глибше значення цих відкриттів полягає в тому, що зародження життя на екзопланетах, схожих на Землю (екзопланети – це планети за межами нашої Сонячної системи, що обертаються навколо інших зірок), може бути набагато складнішим завданням, ніж здається. Це пов’язано з тим, що більшість летких речовин, необхідних для життя, могли утворитися в зовсім іншій області Сонячної системи. «Це дослідження чітко показує, що сприятливість для життя у Всесвіті – це далеко не само собою зрозуміла річ», – наголосив співавтор дослідження Клаус Мецгер, почесний професор геохімії Університету Берна.
Таким чином, унікальна історія Землі, позначена масштабними космічними подіями, можливо, є однією з головних причин, чому наша планета стала колискою життя. Дослідження Паскаля Крютташа та його колег було опубліковано 1 серпня в журналі Science Advances, пропонуючи нам нові відповіді на одвічні питання про наше походження.
