Naukowcy z Uniwersytetu Rice uważają, że około 4,4 miliarda lat temu kosmiczne ciało (najprawdopodobniej bardzo młoda planeta wielkości Merkurego) zderzyło się z Ziemią i dzięki temu na naszej planecie pojawił się ważny dla życia pierwiastek - węgiel. Zdaniem naukowców, gdyby to wydarzenie nie miało miejsca, najprawdopodobniej życie na naszej planecie nigdy się nie pojawiło.
Geofizycy usiłują znaleźć odpowiedź na pytanie, jak mogło powstać życie na Ziemi. Faktem jest, że jeśli weźmiemy pod uwagę warunki środowiskowe wczesnej Ziemi, to węgiel dostępny na planecie najprawdopodobniej powinien był po prostu wypalić, a nie stać się później kluczem do pojawienia się życia. Po przeprowadzeniu eksperymentu z wykorzystaniem wysokiego ciśnienia i temperatury naukowcy doszli do wniosku, że prawie cały węgiel zawarty w tym czasie (około 4,4 miliarda lat) najprawdopodobniej pojawił się na planecie w wyniku jej zderzenia z innym ciałem planetarnym.
Niemniej naukowcy nie mogli znaleźć odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób lotne pierwiastki, takie jak wodór, węgiel, azot i siarka, mogą pozostać uwięzione w płaszczu naszej planety. Modele komputerowe wykazały, że większość objętości węgla musiała wyparować w kosmos lub trafić do metalowego rdzenia naszej planety, będąc przyciąganym przez jego bogate stopy żelaza.
Przed nowym badaniem wielu naukowców uważało, że lotne pierwiastki pojawiły się na naszej planecie po zakończeniu formowania się jej jądra. Jednak geofizycy z Rice University i współautor badania Yuan Li mają nieco inne zdanie:
„Żaden z tych pierwiastków, które uderzyły w Ziemię tymi samymi meteorytami i kometami ponad 100 milionów lat po utworzeniu Układu Słonecznego, nie mógł pozostać na planecie ze względu na fakt, że Ziemia w tym czasie wyglądała jak jeden ciągły ocean z gorącej lawy. Ponadto nadal nie ma wiarygodnych dowodów na to, że meteoryty i komety mogą zawierać wystarczające ilości tych lotnych pierwiastków”.
Lee i jego koledzy rozpoczęli badania około trzech lat temu. Naukowcy przeprowadzili serię eksperymentów, w ramach których próbowali dowiedzieć się, jak bardzo zmieniłby się stosunek węgla do żelaza, gdyby znajdowały się pod wpływem innych pierwiastków zawartych we wczesnej Ziemi. Naukowcy prowadzili badania, biorąc pod uwagę interferencje ze strony innych obiektów kosmicznych o charakterystycznym innym składzie chemicznym.
„Zdecydowaliśmy, że najwyższy czas zaprzestać badań nad zwykłym składem żelaza, niklu i węgla. Dlatego zaczęli badać kompozycje bogate w stopy siarki i krzemu. Część zainteresowania wzbudził fakt, że rdzeń Marsa jest rzekomo bogaty w siarkę, a rdzeń Merkurego w krzem”- powiedział współautor badania Rajdip Dagupta.
Jeśli teoria jest poprawna, zderzenie było tak potężne, że Ziemia faktycznie pochłonęła protoplanetę.
Film promocyjny:
W swoich eksperymentach laboratoryjnych naukowcy próbowali odtworzyć warunki wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury, które są charakterystyczne dla środka Ziemi i innych planet skalistych. Wyniki pokazały, że węgiel mógł „wypłynąć” z jądra planety, która zderzyła się z Ziemią, do płaszcza naszej planety, razem z krzemem i siarką.
„Rdzeń planety, jak również jej bogaty w węgiel płaszcz, praktycznie połączyły się z rdzeniem i płaszczem naszej proto-Ziemi” - mówi Dagupta.
Według naukowców zderzenie to najprawdopodobniej wydarzyło się około 4,4 miliarda lat temu, około 150-200 milionów lat po powstaniu Ziemi. Ponieważ węgiel pozostawał uwięziony pod skorupą naszej planety, której warunki środowiskowe z czasem uległy złagodzeniu, z czasem pojawiło się życie. Większość naukowców zgadza się, że życie mikrobiologiczne pojawiło się na Ziemi około 4,1 miliarda lat temu.
Należy wziąć pod uwagę, że wariant zderzenia starożytnej Ziemi z protoplanetą wymaga uwzględnienia kilku przypadkowych i niezbyt dużych okoliczności naraz. Naukowcy są zgodni, że potrzeba znacznie więcej badań, aby poprzeć tę teorię, w tym analizy wspólnych pierwiastków innych niż węgiel. Jeśli teoria zostanie ostatecznie potwierdzona, stanie się jasne, że Ziemia stała się oazą życia tylko dzięki katastrofalnej kolizji planet.
NIKOLAY KHIZHNYAK