Z badań wynika, że ​​Ziemia powstała z suchych, skalistych cegiełek

Miliardy lat temu w gigantycznym dysku pyłu, gazu i materii skalnej, który krążył wokół naszego młodego Słońca, coraz większe ciała łączyły się, by ostatecznie wytworzyć planety, księżyce i asteroidy, które widzimy dzisiaj.

Naukowcy wciąż próbują zrozumieć procesy, w wyniku których powstały planety, w tym nasza własna. Jednym ze sposobów, w jaki naukowcy mogą badać, w jaki sposób powstała Ziemia, jest badanie magmy, która wypływa z głębi wnętrza planety. Chemiczne sygnatury z tych próbek zawierają zapis, kiedy i jakie materiały połączyły się, tworząc Ziemię – podobnie jak skamieliny dają nam wskazówki dotyczące biologicznej przeszłości Ziemi.

Badanie przeprowadzone przez California Institute of Technology pokazuje, że wczesna Ziemia gromadziła gorącą, suchą materię, co sugeruje, że woda na naszej planecie – kluczowy składnik dla rozwoju życia – musiała pojawić się znacznie później w formowaniu się Ziemi.

Badanie, w którym uczestniczył międzynarodowy zespół naukowców, zostało przeprowadzone w laboratoriach François Tissot, adiunkta geochemii i badacza Heritage Medical Research Institute. i Yigang Zhang z Chińskiej Akademii Nauk. W czasopiśmie pojawia się artykuł zatytułowany „I/Pu ujawnia, że ​​Ziemia nagromadziła się głównie z biednych rozbieżnych małych planet” Postęp nauki. Absolwent Caltech Wei Liu jest pierwszym autorem artykułu.

Chociaż ludzie nie mają możliwości podróżowania do wnętrza naszej planety, skały znajdujące się głęboko w Ziemi mogą w naturalny sposób przedostać się na powierzchnię w postaci lawy. Rodzicielska magma tych law może pochodzić z różnych głębin Ziemi, takich jak górny płaszcz, który zaczyna się około 15 kilometrów pod powierzchnią i rozciąga się na około 680 kilometrów; Lub dolny płaszcz, który rozciąga się od głębokości 680 kilometrów aż do granicy między rdzeniem a płaszczem na wysokości około 2900 kilometrów pod naszymi stopami.

Podobnie jak próbkowanie różnych warstw ciasta – lukier, nadzienie i biszkopt – naukowcy mogą badać magmę wyłaniającą się z różnych głębokości, aby zrozumieć różne „smaki” warstw Ziemi: chemikalia w nich zawarte i ich wzajemne stosunki.

Ponieważ formowanie się Ziemi nie było natychmiastowe i zamiast tego wiązało się z gromadzeniem się materiału w czasie, próbki z dolnego i górnego płaszcza dają różne wskazówki co do tego, co działo się w czasie, gdy Ziemia się gromadziła.

W nowym badaniu zespół odkrył, że wczesna Ziemia składała się głównie z suchego, skalistego materiału: sygnatury chemiczne z głębi planety nie wykazały obecności tak zwanych lotnych, łatwo parujących substancji, takich jak woda i jod. W przeciwieństwie do tego próbki z górnego płaszcza wykazały wyższy odsetek substancji lotnych, trzykrotnie niż z dolnego płaszcza.

Opierając się na tych proporcjach chemicznych, Liu stworzył model, który wykazał, że Ziemia składa się z gorących, suchych materiałów skalistych i że główny dodatek substancji lotnych niezbędnych do życia, w tym wody, miał miejsce tylko podczas ostatnich 15% (lub mniej) formacja Ziemi.

Badanie jest kluczowym wkładem w teorie formowania się planet, dziedzinę, która przeszła kilka zmian paradygmatu w ostatnich dziesięcioleciach i nadal jest naznaczona ożywioną debatą naukową. W tym kontekście nowe badanie zawiera ważne prognozy dotyczące natury elementów budulcowych innych planet skalistych – Merkurego i Wenus – które prawdopodobnie powstały z podobnego suchego materiału.

„Eksploracja kosmosu w poszukiwaniu egzoplanet jest naprawdę ważna, ponieważ świat wodny jest prawdopodobnie najlepszym miejscem do poszukiwania życia pozaziemskiego” – mówi Tissot. „Ale nie należy zapominać o wewnętrznym układzie słonecznym. Od prawie 40 lat nie było żadnej misji dotykającej powierzchni Wenus i nigdy nie było misji na powierzchnię Merkurego. Musimy być w stanie badać te światy, aby zrozumieć, jak powstały planety typu ziemskiego, takie jak ta. Ziemia lepsza”.

Oprócz Liu i Tissota współautorami są Zhang z Chińskiej Akademii Nauk. Guillaume Avice z Uniwersytetu Miejskiego w Paryżu, Instytut Fizyki Świata, Paryż; Qilin Ye z Chińskiej Akademii Nauk; i King Chu Yin z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.