Земля - это уникальная планета в Солнечной системе: это единственная каменистая планета с большим количеством воды и относительно большой луной, которая стабилизирует ось вращения Земли. Оба эти элемента были необходимы для развития жизни на Земле. Ученые-планетологи из Университета Мюнстера впервые показали, что вода появилась на Земле с образованием Луны около 4,4 миллиарда лет назад. Луна образовалась, когда протопланета Тея (размером с Марс) столкнулся с Землей. До сих пор ученые предполагали, что Тея была образована во внутренней части Солнечной системы, недалеко от Земли. Тем не менее, исследователи из Мюнстера теперь доказали, что Тея пришла из внешней солнечной системы и доставила огромное количество воды на Землю. Результаты исследования были опубликованы в последнем издании Nature Astronomy.
Земля образовалась в «сухой» внутренней части планетной системы, поэтому удивительно, что на ее поверхности есть вода. Чтобы понять, почему это так, нам нужно вернуться на 4,5 миллиарда лет назад. Благодаря более ранним исследованиям мы знаем, что Солнечная система была сформирована таким образом, что «сухое» вещество было отделено от «влажного»: так называемые углеродные метеориты, которые содержат относительно много воды, прилетают из окраин Солнечной системы, а сухие неуглеродные метеоры - из ее внутренней части. Хотя более ранние исследования показали, что углеродистая материя, скорее всего, ответственна за поподание воды на Землю, неизвестно, когда и как эта материя - и, следовательно, вода - достигла Земли. "В попытке ответить на этот вопрос мы использовали изотопы молибдена".
Измерения, проведенные исследователями из Мюнстера, показывают, что состав изотопов молибдена на Земле находится между углеродными и неуглеродными метеоритами, что доказывает, что часть молибдена на планету попало из внешней части системы. В этом контексте химические свойства молибдена играют ключевую роль, потому что, поскольку он является железолюбивым элементом, большая часть молибдена на Земле находится в ее ядре. «Молибден, к которому мы имеем доступ сегодня в мантии Земли, происходит из поздних стадий процесса формирования Земли, в то время как молибден из более раннего периода полностью находится в ядре», - объясняет доктор Кристоф Буркхардт, второй автор исследования. Полученные учеными результаты впервые указывают на то, что углеродные материалы из внешних областей солнечной системы достигли Земли позднее.
Однако ученые идут еще дальше. Они указывают на то, что большая часть молибдена в мантии Земли была доставлена протопланетой Тео, столкнувшейся с Землей 4,4 млрд лет назад. Эта событие привело к образованию Луны. Тем не менее, поскольку большая часть молибдена в мантии Земли походит из внешней части Солнечной системы, это означает, что сама Тея должна была прибыть оттуда же. По словам исследователей, столкновение дало достаточно углеродного вещества, чтобы доставить всю свою воду на Землю. «Наш подход уникален, потому что впервые он позволяет нам объединить происхождение воды на Земле с образованием Луны. Проще говоря, на Земле не было бы жизни без Луны», - заключает Торстен Кляйн, профессор планетологии в Университете Мюнстера.
Источник: Университет Мюнстера
Научная статья: https://dx.doi.org/10.1038/s41550-019-0779-y