Появились новые доказательства того, что строительные блоки жизни были занесены на изначальную Землю из космоса метеоритами. Это открытие может помочь ученым в поисках инопланетной жизни. Исследование группы было опубликовано в журнале Science Advances.
Эти метеориты могли быть раздробленными остатками ранних «нерасплавленных астероидов», типа планетезималей. Планетезимали — это небольшие каменистые тела, которые служили основными строительными блоками каменистых планет Солнечной системы, включая Землю . Они образовались около 4,6 миллиарда лет назад в диске пыли и газа вокруг новорожденного Солнца, когда частицы вокруг нашей молодой звезды начали слипаться, набирая большую массу и постепенно создавая более крупные тела.
Группа исследователей отслеживала химический элемент цинк в метеоритах, чтобы определить происхождение «летучих веществ» Земли. Это элементы или соединения, которые превращаются в пар при относительно низких температурах. Они важны, поскольку включают шесть распространенных химических веществ, жизненно важных для живых существ, включая воду.
«Один из самых фундаментальных вопросов о происхождении жизни — откуда взялись материалы, необходимые для ее развития», — заявила руководитель исследовательской группы Рэйсса Мартинс с кафедры наук о Земле Кембриджского университета в Англии.
«Если мы сможем понять, как эти материалы оказались на Земле, это может дать нам ключ к пониманию того, как зародилась жизнь здесь и как она могла возникнуть в других местах», — добавила Мартинс.
Мартинс и ее коллеги из Кембриджа и Имперского колледжа Лондона выбрали цинк, поскольку, когда он образуется в метеоритах, он имеет уникальный состав, который можно использовать для определения происхождения летучих веществ.
Ранее группа обнаружила, что цинк Земли, по-видимому, имеет происхождение из разных регионов Солнечной системы. Около половины его пришло из внутренней области Солнечной системы, близкой к нашей планете и другим каменистым мирам у Солнца. Однако другая половина, по-видимому, произошла из-за пределов пятой планеты от Солнца, газового гиганта Юпитера.
Это можно оценить, потому что планетезимали не все одинаковы. Планетезимали, которые образовались в самую раннюю эру солнечной системы, подвергались высокому уровню радиации от молодого солнца. Это заставило их расплавиться, таким образом легко теряя летучие вещества через испарение.
Планетезимали, которые объединились позже в годы формирования Солнечной системы, не подвергались такому сильному воздействию радиации, а значит, не подвергались такому сильному таянию и смогли удержать больше своих летучих веществ.
Планеты развиваются из остаточных дисков материала, называемых протопланетными дисками, которые окружают и вращаются вокруг молодых звезд. Согласно ведущей модели формирования планет, известной как аккреция ядра, частицы газа и пыли внутри этих дисков объединяются во все более крупные тела. За миллионы лет эти тела сталкиваются и формируются в полноразмерные планеты, причем самые крупные объекты захватывают огромные газовые атмосферы до того, как протопланетные диски полностью рассеются. Однако эта модель аккреции ядра не очень хорошо работает при создании газовых гигантов как на тесных, так и на очень далеких орбитах от своих звезд. Сам процесс аккреции также не совсем понятен. Более новые теории формирования планет предполагают, что газовые гиганты могут мигрировать по своим орбитам к своим звездам или от них по мере динамической эволюции солнечной системы. В ходе этого процесса многочисленные зарождающиеся миры гравитационно выбрасываются из солнечной системы или смещаются на необычные орбиты. В целом остается много вопросов о том, как, где и когда вокруг звезд возникают планеты.
Команда исследовала цинк в большой выборке метеоритов, которые происходят из разных планетезималей. Затем они проследили поступление различных типов цинка на протяжении десятков миллионов лет, в течение которых наша планета аккрецировала материал.
Они обнаружили, что расплавленные планетезимали составляли около 70% от общей массы нашей планеты, но поставляли только около 10% ее цинкового содержания. Это означает, что 90% цинка Земли произошло из «нерасплавленных» планетезималей с более высоким содержанием нетронутых летучих веществ. Следствием этого является то, что эти нерасплавленные космические камни также должны были поставлять много летучих веществ на формирующуюся Землю.
«Мы знаем, что расстояние между планетой и ее звездой является определяющим фактором в установлении необходимых условий для поддержания жидкой воды на поверхности этой планеты», — добавила Мартинс. «Но наши результаты показывают, что нет никакой гарантии, что планеты изначально включают в себя правильные материалы, чтобы иметь достаточно воды и других летучих веществ — независимо от их физического состояния».
Исследования, проведенные Мартинс и коллегами, могут иметь значение далеко за пределами нашей планеты, помогая продолжающимся поискам жизни в других частях космоса.
«Подобные условия и процессы, вероятно, существуют и в других молодых планетных системах », — заключила Мартинс. «Роль, которую играют эти различные материалы в поставке летучих веществ, — это то, о чем мы должны помнить при поиске пригодных для жизни планет в других местах».