Планетологи объясняют, как Земля стала обитаемой планетой. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Astronomy.

Земля уникальна в солнечной системе: она единственная планета земного типа с большим количеством воды и относительно большим спутником Луной. Последняя стабилизирует ось Земли. Оба условия были необходимы для появления жизни на Земле. Планетологи из Мюнстерского университета (Германия) впервые смогли показать, что вода пришла на Землю в момент образования Луны около 4,4 миллиарда лет назад. Луна образовалась, когда на Землю попало тело размером с Марс, также называемое Тея. До сих пор ученые предполагали, что Тея пришла из внутренней области солнечной системе. Однако исследователи из Мюнстера доказали, что Тея образовалась во внешней области солнечной системы и доставила большое количество воды на Землю. Результаты опубликованы в текущем номере Nature Astronomy.

Формирование Луны принесло воду на Землю

Земля находится в «сухой» внутренней области солнечной системы, и поэтому несколько удивительно, что на Земле есть вода. Чтобы понять, почему это так, мы должны вернуться в те времена, когда Солнечная система образовалась, а именно на 4,5 миллиарда лет назад. Из более ранних исследований известно, что солнечная система структурирована так, что «сухие» области отделены от «влажных». Так называемые «углеродистые» метеориты, которые относительно богаты водой, находятся во внешней области солнечной системы, тогда как более сухие «неуглеродистые» метеориты сформировались во внутренней области солнечной системы.

Хотя более ранние исследования показали, что углеродистые материалы, вероятно, были ответственны за доставку воды на Землю, было непонятно, когда и как эти углеродистые материалы — и, следовательно, вода — попали на Землю.

«Мы использовали изотопы молибдена для ответа на этот вопрос. Изотопы молибдена позволили нам четко различить углеродистые и неуглеродистые материалы которые, как таковые, представляют собой« генетический отпечаток »материала из внешней и внутренних областей солнечной системы», — объясняет доктор Геррит ведущий автор исследования.

Измерения, сделанные исследователями из Мюнстера, показывают, что часть молибдена Земли была сформирована во внешней области солнечной системе. В этом контексте химические свойства молибдена играют ключевую роль, поскольку он содержит много железа и находится в ядре Земли. «Молибден, который доступен сегодня из мантии Земли, следовательно, сформировался на более поздней стадии образования Земли, в то время как молибден из более ранних фаз находится полностью в ядре Земли», — объясняет доктор Кристоф Буркхардт, второй автор исследования. Таким образом, результаты ученых впервые показали, что углеродистый материалы из внешней области солнечной системы попали на Землю позднее.

Но ученые пошли еще дальше. Они доказали, что большая часть молибдена в мантии Земли это часть протопланеты Тейя, столкновение которой и Земли почти 4,4 миллиарда лет назад привело к образованию Луны.

Однако, поскольку большая часть молибдена в мантии Земли происходит из внешней области солнечной системы, это означает, что сама Тея также пришла из внешней области солнечной системы. По словам ученых, в результате столкновения было получено достаточно углеродистого материала для образования всей воды на Земле.

«Наш подход уникален, потому что впервые он позволил связать происхождение воды на Земле с образованием Луны. Проще говоря, без Луны, вероятно, не было бы жизни на Земле», — говорит Торстен Кляйн, профессор планетологии из Мюнстерского университета.

Университет в Мюнстере
Пресс-релиз от 21-мая 2019

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-05/uom-fot052119.php