NASA виявило новий спосіб, яким Земля могла отримати елементи, необхідні для життя

“`html

Науковці за підтримки NASA надали нову інформацію про те, як ранньою Землею могли бути отримані деякі елементи, необхідні для становлення планети придатною для життя. Вони також пропонують нову роль для Юпітера в розподілі цих елементів по молодому Сонячному системі. Дослідження, опубліковане сьогодні в журналі Science Advances, аналізує цю історію шляхом вивчення співвідношення фосфору до азоту в залізних метеоритах та в молодших об’єктах, відомих як хондрити.

Дослідження припускає, що Земля отримала запас життєво важливих елементів — фосфору та азоту — переважно з внутрішньої Сонячної системи, без значного внеску хондритів із зовнішньої Сонячної системи

Дебджіт Патак

Університет Райса

Формування планетних систем

Наша Сонячна система сформувалася з газу та пилу, що оберталися навколо прото-Сонця понад 4,5 мільярда років тому. Цей газ містив сировину, необхідну для утворення планет, супутників і, зрештою, життя, яким ми його знаємо. Два елементи, що мають особливе значення для життя, — це азот і фосфор.

На ранніх стадіях Сонячної системи газ і пил зливалися в тіла, відомі як планетезималі. Коли ці об’єкти оберталися навколо молодого Сонця в цьому хаотичному середовищі, планетезималі стикалися, залишаючи розбиті залишки по всій системі. Зрештою, багато з цих уламків були включені до складу планет і супутників. Інші шматки збереглися до наших днів як астероїди, що все ще обертаються навколо Сонця, і — якщо вони впали на Землю та були знайдені — як метеорити. Ці метеорити надають нам уявлення про ранню Сонячну систему в період до існування Землі. Хондрити та залізні метеорити — це два різні класи цих метеоритів.

Як випливає з назви, залізні метеорити — це щільні металеві об’єкти, що складаються переважно із залізо-нікелевого сплаву. Хондрити, навпаки, є кам’янистими об’єктами і відповідають за більшість метеоритів, знайдених на Землі.

Кожен тип метеорита походить від планетезималей, які сформувалися в різний час у нашій системі. Найстаріше покоління планетезималей є джерелом залізних метеоритів. Хондрити походять від другого покоління планетезималей, які сформувалися на 2-3 мільйони років пізніше.

Формування придатної для життя планети

Розуміння того, як сформувалася Земля і коли відбулося її формування, є важливим для астробіологів, які вивчають, як і коли наша планета стала придатною для життя, яким ми його знаємо. Молода Земля повинна була мати запас інгредієнтів життя, включаючи азот і фосфор, для утворення перших живих клітин.

Серед науковців тривають дебати щодо походження земних запасів життєво важливих елементів. Деякі докази вказують на хондрити з зовнішньої Сонячної системи, які рухалися всередину, досягнувши Землі на пізніх стадіях формування планети. Однак нове дослідження розповідає іншу історію.

Використовуючи лабораторні експерименти та геохімічні моделі, команда реконструювала карту співвідношень фосфору до азоту (P/N) у ранній Сонячній системі та виявила відмінності між першим (залізні метеорити) та другим (хондрити) поколіннями планетезималей.

Експерименти та подальше геохімічне моделювання показали, що перше покоління мало вище співвідношення P/N у зовнішній Сонячній системі, причому це співвідношення зменшувалося до внутрішньої Сонячної системи. Ця тенденція змінилася в другому поколінні планетезималей, з вищими співвідношеннями P/N у внутрішній Сонячній системі.

Ідея полягає в тому, що під час формування першого покоління планетезималей відбувався вихідний потік матеріалу, який підвищив співвідношення P/N у зовнішній Сонячній системі. Потім з’явився Юпітер.

Для нашої власної Сонячної системи, наявність та історія зростання Юпітера, справді, здається, відіграли критичну роль у визначенні розподілу основних хімічних інгредієнтів, необхідних для придатних для життя світів.

Радждіп Дасгупта

Університет Райса

Коли Юпітер формувався і досягав величезних розмірів (і гравітаційного впливу), планета обмежувала переміщення фосфору та азоту з внутрішньої до зовнішньої Сонячної системи. Це означало, що коли з’явилося друге покоління планетезималей, ті, що знаходилися у внутрішній Сонячній системі, мали вище співвідношення P/N, ніж їхні “родичі” далі назовні.

«Для нашої власної Сонячної системи, наявність та історія зростання Юпітера, справді, здається, відіграли критичну роль у визначенні розподілу основних хімічних інгредієнтів, необхідних для придатних для життя світів», — сказав Радждіп Дасгупта з Університету Райса в Х’юстоні, старший автор дослідження. «Залишається відкритим питанням, чи можна встановити бюджет життєво важливих елементів, подібний до земного, без планети, подібної до Юпітера, у популяції».

Моделювання геохімічної акреції додатково показує, що нинішній підпис P/N Землі найкраще відтворюється планетезималями внутрішньої Сонячної системи, або тими, що пов’язані із залізними метеоритами, або тими, що пов’язані з хондритами.

«Дослідження припускає, що Земля отримала запас життєво важливих елементів — фосфору та азоту — переважно з внутрішньої Сонячної системи, без значного внеску хондритів із зовнішньої Сонячної системи», — сказав провідний автор дослідження Дебджіт Патак, аспірант Університету Райса.

Щоб дізнатися більше про астробіологію в NASA, відвідайте:

https://science.nasa.gov/astrobiology

“`

Джерело новини: science.nasa.gov