|
Юпитер перенаправил компоненты жизни к Земле
|
|
|
|
Ученые, работающие при поддержке НАСА, предоставили новую информацию о том, как ранняя Земля, возможно, приобрела некоторые элементы, необходимые для того, чтобы планета стала обитаемой. Они также предполагают новую роль Юпитера в распределении этих элементов по молодой Солнечной системе. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, изучает эту историю, рассматривая соотношение фосфора и азота в железных метеоритах и в более молодых объектах, известных как хондриты.
|
|
|
|
Наша Солнечная система сформировалась из газа и пыли, которые вращались вокруг прото-Солнца более 4,5 миллиардов лет назад. Этот газ содержал сырье, необходимое для образования планет, лун и, в конечном итоге, жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Два элемента, имеющие особое значение для жизни, — это азот и фосфор.
|
|
|
|
На самых ранних этапах формирования Солнечной системы газ и пыль сливались в тела, известные как планетезималы. В этой хаотичной среде, когда эти объекты вращались вокруг молодого Солнца, планетезималы сталкивались, оставляя после себя обломки по всей системе. В конечном итоге многие из этих фрагментов вошли в состав планет и лун. Другие фрагменты сохранились до наших дней в виде астероидов, всё ещё вращающихся вокруг Солнца, и — если они столкнулись с Землёй и были найдены — в виде метеоритов. Эти метеориты дают представление о ранней Солнечной системе в период до существования Земли. Хондриты и железные метеориты — это два разных класса этих метеоритов.
|
|
|
|
|
|
|
Как следует из названия, железные метеориты — это плотные металлические объекты, состоящие в основном из сплава железа и никеля. Хондриты, с другой стороны, являются каменными объектами и составляют большинство метеоритов, найденных на Земле.
|
|
|
|
Каждый тип метеоритов происходит от планетезималов, образовавшихся в разное время в нашей системе. Источником железных метеоритов являются самые древние планетезималы. Хондриты произошли от второго поколения планетезималов, образовавшихся 2–3 миллиона лет спустя.
|
|
|
|
Формирование обитаемых планет
|
|
|
|
Понимание того, как образовалась Земля и когда это произошло, важно для астробиологов, изучающих, как и когда наша планета стала обитаемой для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Молодой Земле был необходим запас жизненно важных элементов, включая азот и фосфор, для образования первых живых клеток.
|
|
|
|
Среди ученых ведутся споры о происхождении жизненно важных элементов на Земле. Некоторые данные указывают на хондриты из внешней Солнечной системы, которые двигались внутрь и достигли Земли на поздних стадиях процесса формирования нашей планеты. Однако новое исследование рассказывает другую историю.
|
|
|
|
Используя лабораторные эксперименты и геохимические модели, команда реконструировала карту соотношения фосфора и азота (P/N) в ранней Солнечной системе и обнаружила различия между первым (железные метеориты) и вторым (хондриты) поколениями планетезималов.
|
|
|
|
Эксперименты и последующее геохимическое моделирование показали, что первое поколение имело более высокое соотношение P/N во внешней Солнечной системе, причем это соотношение уменьшалось по направлению к внутренней Солнечной системе. Вторая генерация планетезималов изменилась, и соотношение фосфора и азота (P/N) в внутренней части Солнечной системы стало выше.
|
|
|
|
Предполагается, что во время формирования первого поколения планетезималов наблюдался поток вещества, который повысил соотношение P/N во внешней части Солнечной системы. Затем появился Юпитер.
|
|
|
|
По мере формирования и роста Юпитера до огромных размеров (и гравитационного влияния) планета ограничивала движение фосфора и азота из внутренней части Солнечной системы во внешнюю. Это означало, что когда появилось второе поколение планетезималов, у тех, что находились во внутренней части Солнечной системы, соотношение P/N оказалось выше, чем у их собратьев, расположенных дальше от центра.
|
|
|
|
«Для нашей Солнечной системы присутствие Юпитера и история его роста, по-видимому, сыграли решающую роль в определении распределения основных химических компонентов, необходимых для обитаемых миров», — сказал Радждип Дасгупта из Университета Райса в Хьюстоне, ведущий автор исследования. «Остаётся открытым вопрос, можно ли установить баланс жизненно важных элементов, аналогичный земному, без планеты, подобной Юпитеру, в популяции».
|
|
|
|
Геохимическое моделирование аккреции дополнительно показывает, что нынешний баланс фосфора и азота на Земле лучше всего воспроизводится планетезималами внутренней Солнечной системы, будь то связанные с железными метеоритами или хондритами.
|
|
|
|
«Исследование предполагает, что Земля получила свой запас жизненно важных элементов фосфора и азота в основном из внутренней Солнечной системы, без значительного вклада хондритов внешней Солнечной системы», — сказал ведущий автор исследования Дебджит Патак, аспирант Университета Райса.
|
|
|
|
Источник
|
