Планетологи из Мюнстерского университета (Германия) впервые показали, что вода появилась на Земле тогда же, когда образовалась Луна (около 4,4 миллиарда лет назад), и что причина у этих событий одна – столкновение с Землей небесного тела Тейа, которое, как выяснилось, сформировалось во внешней области Солнечной системы, сообщается на сайте университета. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Земля находится в «сухой» внутренней области Солнечной системе, которая содержит планеты земной группы, и поэтому несколько удивительно, что на нашей планете есть вода. Чтобы понять, почему же вода появилась, мы должны вернуться в то время, когда образовалась Солнечная система, то есть примерно на 4,6 миллиардов лет назад. Из более ранних исследований мы знаем, что наша система сформировалась так, что «сухие» материалы были отделены от «влажных» материалов: так называемые «углеродистые» метеориты, которые относительно богаты водой, происходят из внешней области Солнечной системы, тогда как более сухие «неуглеродистые» метеориты образовались в ее внутренней области. Хотя ранее ученые уже показали, что углеродистые твердые объекты, вероятно, были ответственны за доставку воды на Землю, все же было неизвестно, когда и как этот углеродистый материал – и, следовательно, вода – попал на Землю.
Чтобы ответить на этот вопрос, авторы новой работы изучили изотопы тугоплавкого металла молибдена. Изотопы этого элемента позволяют четко различить углеродистые и неуглеродистые материалы. «Они представляют собой "генетический отпечаток" на материале, сформированном во внешней или внутренней области Солнечной системы», – объясняет доктор Геррит Будде (Gerrit Budde) из Института планетологии в Мюнстере и ведущий автор исследования.
Измерения показали, что изотопный состав молибдена Земли варьируется между углеродистыми и неуглеродистыми метеоритами, а это означает, что часть молибдена Земли произошла из внешней Солнечной системы. В этом контексте химические свойства молибдена играют ключевую роль. «Молибден, который доступен сегодня в мантии Земли, следовательно, появился на поздних стадий формирования Земли, а более "ранний" молибден весь сосредоточен в ядре», – комментирует доктор Кристоф Буркхардт (Christoph Burkhardt), второй автор исследования. Таким образом, результаты ученых впервые показывают, что углеродистый материал из внешней области Солнечной системы прибыл на Землю поздно.
Но ученые пошли еще дальше. Они определили, что большая часть молибдена в мантии Земли появилась от протопланеты Тейа, столкновение которой с Землей около 4,4 миллиарда лет назад привело к образованию Луны, как гласит теория Гигантского столкновения. Получается, что и сама Тейа также произошла из внешней области Солнечной системы. По словам ученых, в результате столкновения было получено достаточно углеродистого материала, чтобы обеспечить Землю огромным количеством воды.
«Наш подход уникален, потому что впервые он позволяет нам связать происхождение воды на Земле с образованием Луны. Проще говоря, без Луны, вероятно, не было бы жизни на Земле», – говорит Торстен Кляйне (Thorsten Kleine), профессор планетологии в Мюнстерском университете.
[Фото: NASA Goddard / UNIVERSITY OF MÜNSTER]
