10.6K
Катастрофическое столкновение протоземли с Тейей около 4,4 миллиарда лет назад, которое привело к образованию Луны, занесло на нашу планету почти всю воду доступную сегодня на поверхности Земли, заявляют ученые в исследовании, представленном в журнале Nature Astronomy.
«Земля является уникальным миром в Солнечной системе: это единственная из планет земной группы, которая содержит большое количество воды и обладает относительно крупной луной, стабилизирующей ее вращение. И то, и другое необходимо для развития жизни», – пишут авторы исследования.
Луна образовалась, когда в Землю врезалось тело размером с Марс, также известное как Тейя. До сих пор считалось, что она родилась во внутренней Солнечной системе вблизи нашей планеты, однако теперь благодаря изотопному анализу молибдена астрономы показали, что Тейя сформировалась на задворках Солнечной системы и доставила огромное количество воды на Землю.
Из внешней Солнечной системы во внутреннюю
Земля образовалась в «сухой» внутренней Солнечной системе, и поэтому несколько удивительно, что на ней есть столь значительное количество воды. Чтобы понять, почему это так, мы должны вернуться во времена ее зарождения, то есть на 4,5 миллиарда лет назад.
Сегодня известно, что в ходе эволюции Солнечной системы «сухие» материалы отделились от «влажных»: так называемые «углеродистые» метеориты, которые относительно богаты водой, обитают во внешней Солнечной системе, в то время как более сухие «неуглеродистые» – во внутренней.
И, хотя предыдущие исследования показали, что углеродсодержащие материалы, вероятно, ответственны за доставку воды на Землю, до сих пор было неизвестно, когда и как они попали на нашу планету.
«Чтобы ответить на этот вопрос, мы использовали изотопы молибдена, которые позволили нам четко различить углеродсодержащий и неуглеродистый материал, то есть выяснить его происхождение», – объясняет Геррит Будде, ведущий автор исследования из Института планетологии в Мюнстере (Германия).
Измерения, проведенные командой астрономов, показали, что изотопный состав молибдена Земли лежит между изотопами углеродистых и неуглеродистых метеоритов. Это указывает на то, что часть его возникла во внешней Солнечной системе. В этом контексте химические свойства молибдена играют ключевую роль, и, поскольку он «железолюбивый» элемент, большая его часть находится в ядре Земли.
«Таким образом, молибден, который сегодня доступен в мантии нашей планеты, попал к нам на поздней стадии образования Земли, в то время как молибден из более ранних фаз полностью заключен в ее недрах», – объясняет Кристоф Буркхардт, соавтор исследования из Института планетологии в Мюнстере.
По сути, результаты ученых впервые показывают, что углеродсодержащий материал из внешней Солнечной системы прибыл на Землю с «опозданием».
Но астрономы пошли еще дальше. Они показывают, что большая часть молибдена в мантии Земли была доставлена Тейей. Однако, поскольку его «родиной» является внешняя Солнечная система, это означает, что сама Тейя также возникла на ее задворках. По словам ученых, столкновение принесло достаточное количество углеродсодержащего материала, чтобы объяснить все количество воды на Земле, доступное сегодня.
«Наш подход уникален тем, что впервые позволяет связать происхождение воды на Земле с образованием Луны. Проще говоря, без Луны, вероятно, на нашей планете не было бы жизни», – заключил Торстен Кляйне, профессор планетологии из Мюнстерского университета (Германия).