Η Γη δεν σχηματίστηκε με τις απαραίτητες χημικές ουσίες για να ξεκινήσει η ζωή. Μια καλά υποστηριζόμενη θεωρία, που ονομάζεται «θεωρία όψιμου καπλαμά», υποδηλώνει ότι οι πτητικές χημικές ουσίες που χρειάζονται για τη ζωή έφτασαν πολύ μετά τη δημιουργία της Γης, που φέρεται εδώ από μετεωρίτες. Αλλά μια νέα μελέτη αμφισβητεί τη θεωρία του όψιμου καπλαμά.
Τα στοιχεία δείχνουν ότι η Σελήνη δημιουργήθηκε όταν ένας πλανήτης μεγέθους Άρη που ονομάζεται Θεία συγκρούστηκε με τη Γη. Η κρούση δημιούργησε ένα δαχτυλίδι συντρίμμια από το οποίο σχηματίστηκε η Σελήνη. Τώρα, αυτή η νέα μελέτη λέει ότι ο ίδιος αντίκτυπος μπορεί να έχει παραδώσει τις απαραίτητες χημικές ουσίες για τη ζωή στη νέα Γη.
"Το δικό μας είναι το πρώτο σενάριο που μπορεί να εξηγήσει το χρονοδιάγραμμα και την παράδοση <των πτητικών> με τρόπο που να συμβαδίζει με όλα τα γεωχημικά στοιχεία."
Συν-συγγραφέας Rajdeep Dasgupta, Τμήμα Γης, Περιβαλλοντικών και Πλανητικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Ράις.
Ο αντίκτυπος μεταξύ της Γης και της Θείας συνέβη πριν από περίπου 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια, πολύ νωρίς στη ζωή της Γης. Τότε είναι που η Γη πιθανότατα έλαβε το μεγαλύτερο μέρος του άνθρακα, του αζώτου και άλλων πτητικών χημικών ουσιών που είναι απαραίτητες για να υπάρξει ζωή. Η νέα μελέτη προέρχεται από το Πανεπιστήμιο Rice και δημοσιεύεται στο περιοδικό Science Advances.
Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει πρωτόγονους μετεωρίτες από την πρώιμη Γη και τους άλλους βραχώδεις πλανήτες στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Διαπίστωσαν ότι οι αρχαίοι μετεωρίτες έχουν εξαντληθεί από πτητικές χημικές ουσίες απαραίτητες για τη ζωή. Αυτό ξεκίνησε το ερώτημα, από πού προέρχονται τα πτητικά χημικά της Γης;
«Από τη μελέτη των πρωτόγονων μετεωριτών, οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και πολύ καιρό ότι η Γη και άλλοι βραχώδεις πλανήτες στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα εξαντλούνται πτητικά», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Rajdeep Dasgupta. «Αλλά ο χρόνος και ο μηχανισμός της πτητικής παράδοσης συζητήθηκαν έντονα. Το δικό μας είναι το πρώτο σενάριο που μπορεί να εξηγήσει το χρονοδιάγραμμα και την παράδοση με τρόπο που να συμβαδίζει με όλα τα γεωχημικά στοιχεία. "
Σύμφωνα με την ομάδα πίσω από τη μελέτη, ο πλανήτης που έπληξε είχε πυρήνα πλούσιο σε θείο, ενώ ο μανδύας και ο φλοιός του περιείχαν πτητικά. Όταν συγκρούστηκε με τη Γη, εγχύθηκε τις απαραίτητες για τη ζωή χημικές ουσίες, όπως άζωτο, άνθρακας, υδρογόνο και θείο, στον φλοιό της Γης. Η σύγκρουση έριξε επίσης τεράστιες ποσότητες υλικού στο διάστημα, το οποίο ενώθηκε στη Σελήνη.
«Αυτό που βρήκαμε είναι ότι όλες οι ενδείξεις… είναι σύμφωνες με μια επίδραση που σχηματίζει φεγγάρι που περιλαμβάνει έναν πτητικό πλανήτη μεγέθους Άρη με πυρήνα πλούσιο σε θείο».
Damanveer Grewal, επικεφαλής συγγραφέας μελέτης, φοιτητής πτυχίου, Πανεπιστήμιο Rice.
Η ομάδα πίσω από αυτήν τη μελέτη πραγματοποίησε πειράματα σε ένα εργαστήριο που μιμείται τις συνθήκες υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας που βρέθηκαν όταν σχηματίζεται ο πυρήνας ενός πλανήτη. Τα πειράματα βοήθησαν στη δοκιμή της θεωρίας τους που λέει ότι τα πτητικά ήρθαν στη Γη ως αποτέλεσμα σύγκρουσης με έναν πλανήτη με πυρήνα πλούσιο σε θείο.
Η περιεκτικότητα σε θείο του πυρήνα του πλανήτη δότη έχει σημασία λόγω της αινιγματικής σειράς πειραματικών στοιχείων σχετικά με τον άνθρακα, το άζωτο και το θείο που υπάρχουν σε όλα τα μέρη της Γης εκτός από τον πυρήνα. "Ο πυρήνας δεν αλληλεπιδρά με την υπόλοιπη Γη, αλλά όλα πάνω του, ο μανδύας, ο φλοιός, η υδροσφαιρία και η ατμόσφαιρα, είναι όλοι συνδεδεμένοι"
Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και ο μεταπτυχιακός φοιτητής, δήλωσε ο Damanveer Grewal. "Κύκλοι υλικών μεταξύ τους."
Δοκίμασαν την ιδέα με έναν υποθετικό πυρήνα της Γης που περιέχει διάφορα επίπεδα θείου. Ήθελαν να μάθουν εάν ένας πυρήνας με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο αποκλείει τον άνθρακα, το άζωτο ή και τα δύο. Συνολικά, διαπίστωσαν ότι όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα σε θείο του πυρήνα, τόσο λιγότερο πιθανό είναι να περιέχει πτητικά. Τουλάχιστον στην περίπτωση της Γης.
Το άζωτο ήταν σε μεγάλο βαθμό ανεπηρέαστο », δήλωσε ο Grewal. "Παρέμεινε διαλυτό στα κράματα σε σχέση με τα πυριτικά άλατα και άρχισε να αποκλείεται μόνο από τον πυρήνα υπό την υψηλότερη συγκέντρωση θείου."
Χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων, έτρεξαν πάνω από ένα δισεκατομμύριο προσομοιώσεις για να μάθουν πώς η Γη θα μπορούσε να έχει αποκτήσει τις πτητικές χημικές της ουσίες. «Αυτό που βρήκαμε είναι ότι όλες οι ενδείξεις - ισοτοπικές υπογραφές, ο λόγος άνθρακα-αζώτου και οι συνολικές ποσότητες άνθρακα, αζώτου και θείου στη χύδην πυριτική Γη - συνάδουν με μια επίδραση σχηματισμού φεγγαριού που περιλαμβάνει έναν πτητικό ρουλεμάν, τον Άρη- πλανήτη μεγέθους με πυρήνα πλούσιο σε θείο », δήλωσε ο Grewal.
Οι επιπτώσεις αυτής της μελέτης είναι κάτι περισσότερο από τη Γη. Μας λένε επίσης για το πώς μπορεί να είναι η ζωή σε άλλους βραχώδεις πλανήτες σε άλλα ηλιακά συστήματα.
"Αυτή η μελέτη δείχνει ότι ένας βραχώδης πλανήτης που μοιάζει με τη Γη έχει περισσότερες πιθανότητες να αποκτήσει στοιχεία ζωτικής σημασίας εάν σχηματιστεί και αναπτυχθεί από τεράστιες επιπτώσεις με πλανήτες που έχουν δειγματοληψήσει διαφορετικά δομικά στοιχεία, ίσως από διαφορετικά μέρη ενός πρωτοπλανητικού δίσκου", δήλωσε ο Dasgupta .
"Αυτό καταργεί ορισμένες οριακές συνθήκες", δήλωσε ο Ντάσγκουπτα. «Δείχνει ότι τα πτητικά απαραίτητα για τη ζωή μπορούν να φτάσουν στα επιφανειακά στρώματα ενός πλανήτη, ακόμα κι αν παρήχθησαν σε πλανητικά σώματα που υποβλήθηκαν σε σχηματισμό πυρήνα υπό πολύ διαφορετικές συνθήκες».
Ο Dasgupta είπε ότι δεν φαίνεται ότι το πυριτικό χύμα της Γης, από μόνο του, θα μπορούσε να έχει επιτύχει τους ζωτικούς πτητικούς προϋπολογισμούς που παρήγαγαν τη βιόσφαιρα, την ατμόσφαιρα και την υδροσφαίρα μας. «Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να διευρύνουμε την αναζήτησή μας για μονοπάτια που οδηγούν σε πτητικά στοιχεία που ενώνονται σε έναν πλανήτη για να υποστηρίξουν τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε».
Η εργασία της ομάδας είναι μέρος του προγράμματος Πλανήτες CLEVER Planets (Cycles of Life-Essential Volatile Elements on Rocky).
Πηγές:
- Δελτίο Τύπου: Η πλανητική σύγκρουση που διαμόρφωσε το φεγγάρι κατέστησε δυνατή τη ζωή στη Γη
- Ερευνητικό έγγραφο: Παράδοση άνθρακα, αζώτου και θείου στην πυριτική Γη με τεράστια επίδραση
- Space Magazine: Μια κατακλυσμική σύγκρουση σχημάτισε τη Σελήνη, αλλά σκότωσε τη Θεία
- Πλανήτες CLEVER
