Медь и цинк должны быть повсюду на Земле. Но их крайне мало, это факт!
А ведь эти металлы играют ключевую роль в развитии цивилизации – от строительства и электроники до медицины и сельского хозяйства. Они широко используются в производстве. В том числе высокотехнологичных приборов, как основа для проводников, сплавов и катализаторов. Они незаменимы для полноценного протекания биологических процессов организмов.
И да, по логике вещей, в недрах планеты просто обязаны быть огромные запасы меди и цинка, готовые к использованию.
По расчетам, основанным на анализе химического состава метеоритов, Земля должна была получить столько меди и цинка, что этих элементов хватило бы человечеству на миллиарды лет без угрозы истощения.
Но суть явлений такова, что запасы этих металлов на нашей планете крайне ограничены.
Но почему? Куда “улетучились” эти элементы? А может, они вовсе не “прилетали” на Землю?
Ответы на эти вопросы стали одной из самых интригующих научных загадок.
И вот, недавнее исследование ученых из Университета штата Аризона, MIT и Caltech, предлагает захватывающую разгадку.
РОЖДЕНИЕ ИЗ ХАОСА
Земля не моментально стала такой, какой мы ее знаем сегодня.
Считается, что в ранней Солнечной системе не было мирного формирования планет — это был дикий хаос!
Представьте себе поле битвы, где миллионы каменных обломков сталкиваются, разрушаются, сливаются и снова сталкиваются. Из этих обломков, в процессе аккреции, формировались планеты.
Именно тогда, в период планетарного строительства, Земля должна была получить свое богатство металлов, включая медь и цинк.
Однако поздние события повлияли на первоначальный химический состав планеты.
Но какие конкретно процессы могли привести к столь драматической потере меди и цинка? Вопрос далеко не праздный, потому что это…
ДВА МЕТАЛЛА, БЕЗ КОТОРЫХ НЕВОЗМОЖНА ЖИЗНЬ
Медь и цинк важны не только для промышленности. Без них не смогли бы существовать ни растения, ни животные, ни мы с вами.
- Медь необходима для производства энергии в клетках, играет ключевую роль в функционировании нервной системы и формировании костей.
- Цинк отвечает за иммунитет, заживление ран и синтез ДНК.
Нетрудно догадаться, что природа вряд ли включила бы в обменные процессы элементы, которые в жестком дефиците. Было бы очень странно, согласитесь.
Так что, оба металла, скорее всего, были в изобилии на планете.
О чем свидетельствуют и астрономические находки.
Оба элемента безусловно формировались во время взрывов звезд. Они в изобилии присутствуют в составе метеоритов.
Но вот на Земле их намного меньше, чем должно быть по расчетам.
Что же пошло не так?
КУДА ДЕЛИСЬ Cu и Zn? КЛАССИЧЕСКИЕ ГИПОТЕЗЫ
Долгое время учёные предлагали несколько объяснений этой странной нехватки металлов:
- Они не успели осесть на Земле.
Возможно, Cu и Zn не конденсировались в ранней Солнечной системе и просто не попали в состав Земли. - Они погрузились в недра планеты.
Некоторые изыскания предполагают, что эти металлы “утонули” в ядре Земли во время дифференциации элементов. - Они были “украдены” метеоритами.
Есть предположение, будто поздняя бомбардировка выбила эти элементы из коры планеты.
Одно из последних исследований, завершенных в 2025 году группой ученых из Университета штата Аризона, MIT и Caltech под руководством Даманвира Гревала, позволило пересмотреть причины дефицита меди и цинка на Земле.
Команда проанализировала состав железных метеоритов – остатков ядер древних планетезималей, сформировавшихся в ранней Солнечной системе, – и обнаружила там неожиданно высокую концентрацию этих элементов.
Это открытие, опубликованное в Nature Geoscience в феврале 2025 года, показало, что настоящая причина утраты меди и цинка оказалась куда более драматичной.
НЕОЖИДАННАЯ НАХОДКА
Итак: железные метеориты – фрагменты металлических ядер древних планетезималей, которые погибли в катастрофических столкновениях.
Для понимания:
Планетезимали – небольшие протопланеты или зародыши планет, которые формировались в ранней Солнечной системе в процессе аккреции.
Эти тела служили строительными блоками для более крупных планет.
Но вот беда, многие из них не дожили до стадии полноценного формирования, поскольку просто разрушились при столкновениях с другими объектами.
Вот почему именно планетезимали представляют собой ключевой материал для понимания химического состава ранней Солнечной системы.
Они сохранили изначальное распределение элементов, в том числе Cu и Zn, которые должны были попасть на Землю.
Так вот, анализ железных метеоритов показал неожиданно высокую концентрацию меди и цинка. Подобное положение дел свидетельствует – элементы в значительной степени накапливались в металлических ядрах планетезималей и могли быть потеряны при столкновениях, формировавших Землю.
Это значит, что ранние планетезимали Солнечной системы были богаты этими элементами, но они терялись при каждом крупном столкновении.
А вывод вот какой: дефицит меди и цинка на Земле – не следствие их нехватки в изначальном материале, а результат насильственного изъятия, которое пережила планета в ходе эволюции.
Когда Земля сталкивалась с гигантскими космическими телами (вроде протопланеты Тейя, удар которой привел к образованию Луны), температура в зоне удара поднималась до нескольких тысяч градусов.
В результате:
- Часть элементов просто испарялась, не успевая осесть обратно.
- Некоторые металлы были выброшены в открытый космос силой удара.
- Другие уходили в мантию или ядро, недоступные для добычи.
Таким образом, каждое новое столкновение превращало Землю в гигантский “химический реактор”, где состав постоянно менялся, а летучие элементы, такие как медь и цинк, утекали в космос.
И КАКОВО ЗНАЧЕНИЕ ОТКРЫТИЯ?
Полученный результат перекраивает представления о формировании планет.
Теперь стало известно, что:
- Нехватка меди и цинка на Земле — результат серии разрушительных катастроф.
- Планеты в других системах могут иметь совершенно иной химический состав, если они избежали подобных столкновений.
- Появились новые перспективы в поисках обитаемых миров. Потому что закономерно встает вопрос: может ли планета без потерь меди и цинка быть более благоприятной для жизни?
И снова мысль, которая все больше становится очевидной: если бы космические события сложились иначе, Земля могла бы быть совсем другой – либо богатой металлами либо, наоборот, абсолютно лишенной необходимых для жизни элементов.
И как знать, может где-то во Вселенной есть другая Земля – не потерявшая свои запасы меди и цинка? И быть может, именно там жизнь пошла совсем по иному пути…
Как думаете?
Подписывайтесь на канал - наши читатели узнаю́т больше, когда вникают в Суть явлений
Читайте также: