Цинк в метеоритах показывает, что основные летучие вещества, необходимые Земле, были получены из нерасплавленных астероидов, что крайне важно для жизни. Это открытие может помочь в поисках жизни на других планетах.
Исследователи проанализировали химические сигнатуры цинка в метеоритах, чтобы проследить происхождение земных летучих элементов. Их выводы свидетельствуют о том, что без вклада «нерасплавленных» астероидов на Земле могло бы не хватить летучих соединений, необходимых для возникновения жизни.
Летучие вещества - это элементы или соединения, которые превращаются в пар при относительно низких температурах. К ним относятся шесть наиболее распространенных элементов, встречающихся в живых организмах, а также вода. Цинк, найденный в метеоритах, имеет уникальный состав, который может быть использован для определения источников земных летучих веществ.
Исследователи из Кембриджского университета и Имперского колледжа Лондона ранее выяснили, что земной цинк был получен из разных частей Солнечной системы: примерно половина была получена из-за Юпитера, а половина - ближе к Земле.
«Один из самых фундаментальных вопросов о происхождении жизни - откуда взялись материалы, необходимые для эволюции жизни», - говорит доктор Райсса Мартинс с факультета наук о Земле Кембриджа. «Если мы сможем понять, как эти материалы появились на Земле, это может дать нам подсказки о том, как жизнь зародилась здесь и как она может появиться в других местах».
Роль планетезималей
Планетезимали* — это основные строительные блоки каменистых планет, таких как Земля. Эти небольшие тела образуются в результате процесса, называемого аккрецией, когда частицы вокруг молодой звезды начинают слипаться и образуют все более крупные тела.
Но не все планетезимали одинаковы. Самые ранние планетезимали, образовавшиеся в Солнечной системе, подверглись воздействию высоких уровней радиоактивности, что привело к их расплавлению и потере летучих веществ. Но некоторые планетезимали образовались уже после того, как эти источники радиоактивности в основном исчезли, что помогло им выжить в процессе плавления и сохранить больше летучих веществ.
Исследование состава цинка в метеоритах
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, Мартинс и ее коллеги рассмотрели различные формы цинка, попавшие на Землю с этих планетезималей. Исследователи измерили содержание цинка в большой выборке метеоритов, происходивших с разных планет, и использовали эти данные для моделирования того, как Земля получила свой цинк, проследив весь период аккреции Земли, который занял десятки миллионов лет.
Результаты показали, что хотя эти «расплавленные» планетезимали составляли около 70 % общей массы Земли, они обеспечили лишь около 10 % цинка.
Согласно модели, остальной цинк Земли был получен из материалов, которые не расплавились и потеряли свои летучие элементы. Результаты исследования позволяют предположить, что нерасплавленные, или «примитивные», материалы были важным источником летучих веществ для Земли.
«Мы знаем, что расстояние между планетой и ее звездой является определяющим фактором для создания условий, необходимых для поддержания жидкой воды на поверхности планеты», - говорит Мартинс, ведущий автор исследования. «Но наши результаты показывают, что нет никакой гарантии того, что планеты изначально содержат необходимые материалы для получения достаточного количества воды и других летучих веществ - независимо от их физического состояния».
Возможность проследить, как элементы проходят через миллионы или даже миллиарды лет эволюции, может стать важным инструментом в поисках жизни в других местах, например, на Марсе или на планетах за пределами нашей Солнечной системы.
«Подобные условия и процессы вероятны и в других молодых планетарных системах», - говорит Мартинс. «Роль, которую играют эти различные материалы в поставке летучих веществ, — это то, что мы должны иметь в виду при поиске пригодных для жизни планет в других местах».
Планетезималь (от англ. planet — планета и англ. infinitesimal — бесконечно малая) — небесное тело на орбите вокруг протозвезды, образующееся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска.