Новое исследование показало, что на Земле изначально могли быть все элементы необходимые для жизни
Многие ученые считают, что сера и азот, которые являются важнейшими составляющими жизни, впервые попали на Землю, когда объекты типа астероидов врезались в поверхность нашей планеты.
Но новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, предполагает, что летучие элементы могли существовать на Земле с самого начала, когда она формировалась в планету.
Летучие вещества испаряются легче, чем другие элементы. Распространенные примеры включают углерод, водород и азот. Однако новое исследование было сосредоточено на группе, называемой халькогенами. Сера, селен и теллур — все это халькогены.
Понимание того, как эти летучие элементы попали на нашу планету, помогает планетологам лучше изучить геологическую историю Земли. Это могло бы рассказать нам больше о пригодности планет земной группы для жизни.
Популярная теория говорит о том, что Земля сначала сформировалась из материалов с низким содержанием летучих веществ. После формирования ядра Земли, согласно теории, планета получила летучие вещества. Это произошло, когда богатые этими элементами тела из внешней части Солнечной системы ударились о поверхность планеты.
Если эта теория верна, то большинство элементов, из которых состоит жизнь, прибыли на Землю через некоторое время после формирования земного ядра.
Однако новое исследование предполагает, что на Земле с самого начала, во время формирования планеты, были все необходимые для жизни летучие элементы. Эти результаты согласуются с другим исследованием, прослеживающим происхождение воды на Земле.
Изотопы имеют множество полезных применений — от археологии и медицины до планетологии. Чтобы изучить происхождение летучих веществ на Земле, ученые использовали вычислительный метод, описывающий поведение изотопов. Изотопы представляют собой атомы элемента с различным количеством нейтронов. Вы можете думать об элементе как о семействе — каждый атом имеет одинаковое количество протонов, но разные родственники-изотопы имеют разное количество нейтронов.
Изотопы вели себя немного по-разному на каждой стадии формирования Земли. И после каждой стадии формирования изотопы оставляли после себя сигнатуру, которую можно использовать как своего рода отпечаток пальца, чтобы отследить, где они находились на протяжении всего формирования Земли.
Ученые смогли рассчитать, какие изотопные сигнатуры мы должны увидеть для различных халькогенов, в зависимости от того, как сформировалась Земля. Исследователи запустили несколько моделей и сравнили свои прогнозы по изотопам для каждой модели с фактическими измерениями изотопов халькогена на Земле.
Они обнаружили, что, хотя многие летучие вещества испарились во время формирования Земли, большая их часть осталась. Полученные результаты показывают, что множество летучих веществ на Земле сейчас, вероятно, осталось с ранней стадии формирования планеты.
Хотя халькогены интересны для исследования, будущие работы должны быть направлены на изучение других летучих веществ, важных для жизни, таких как азот. И дополнительные исследования того, как эти летучие вещества ведут себя в экстремальных условиях, могли бы помочь узнать больше о том, как вели себя изотопы на каждой из стадий роста при формировании Земли.
