Земля унікальна в Сонячній системі: вона єдина планета з твердою поверхнею, яка має багато води і великого супутника, що стабілізує її вісь. Ці дві обставини потрібні для розвитку життя на нашій планеті. Тепер планетологи з Вестфальського університету імені Вільгельма в Мюнстері (Німеччина) змогли показати, що вода потрапила на Землю під час формування Місяця приблизно 4,4 млрд років тому.
Художнє уявлення про вигляд Землі з поверхні Місяця (комбінована світлина із зображень, наданих NASA). Фото з сайту www.sciencedaily.com.
Місяць утворився, коли в Землю вдарило небесне тіло (його називають Тейя) розміром з Марсом. Дотепер науковці припускали, що Тейя виникла у внутрішній Сонячній системі поблизу Землі. Проте дослідники з Мюнстера вважають, що Тея походила із зовнішнього району нашої планетної системи і якраз вона «принесла» велику кількість води на Землю. Результати дослідження оприлюднив журнал Nature Astronomy.
Наша планета утворилася в «сухій» внутрішній ділянці Сонячної системи, і тому дещо дивно, що на Землі є вода. Щоб зрозуміти, чому це так, нам треба повернутися в часи, коли близько 4,5 млрд років тому відбувалося формування Сонячної системи. З раніше виконаних досліджень відомо: Сонячна система набула такої структури, що «сухі» матеріали були відокремлені від «вологих». Так звані «вуглецеві» метеорити, які відносно багаті водою, походять із зовнішньої Сонячної системи. Натомість більш сухі «невуглецеві» метеорити — з її внутрішньої частини. Хоча попередні дослідження дали змогу показати, що вуглецеві матеріали, ймовірно, «брали участь» в доставці води на Землю, було невідомо, коли і як цей вуглецевий матеріал — і, отже, вода — потрапив на Землю.
«Ми використовували ізотопи молібдену, щоб знайти відповідь на це питання. Ізотопи молібдену дають змогу чітко розрізняти вуглецевий і невуглецевий матеріал, тобто вони є “генетичним відбитком” речовини із зовнішньої і внутрішньої Сонячної системи», — пояснив доктор Ґерріт Будде (Gerrit Budde) з Інституту планетології в Мюнстері, головний автор дослідження.
Вимірювання, виконані дослідниками з Мюнстера, показують — ізотопний склад молібдену Землі лежить в межах вмісту цього елемента у вуглецевих і невуглецевих метеоритах. Це свідчить про те, що частина молібдену Землі походить із зовнішньої Сонячної системи. У цьому контексті хімічні властивості молібдену відіграють основну роль. Оскільки він належить до елементів групи заліза, то більша частина молібдену Землі міститься в її ядрі.
«Молібден, який є нині в мантії Землі, отже, з’явився на пізній стадії утворення Землі, натомість молібден з ранньої епох формування планети увесь міститься в ядрі», — підкреслив другий автор дослідження доктор Кристоф Бурхардт (Christoph Burkhardt). Результати науковців уперше вказують на те, що вуглецевий матеріал із зовнішньої Сонячної системи прибув на Землю на пізньому етапі її формування.
Але дослідники просуваються на крок далі. Вони показують, що більшу частину молібдену з мантії Землі доставила протопланета Тейя, зіткнення якої із Землею 4,4 млрд років тому привело до утворення Місяця. Але, оскільки велика частина молібдену в мантії Землі походить із зовнішньої Сонячної системи, то це означає, що й сама Тея також походить звідти. На думку науковців, зіткнення дало достатньо вуглецевого матеріалу для появи всієї кількості води на Землі.
«Наш підхід унікальний, бо вперше дає змогу пов’язати походження води на Землі з утворенням Місяця. Простіше кажучи, без Місяця, напевно, не було б життя на Землі», — сказав Торстен Клейне (Thorsten Kleine), професор планетології в університеті Мюнстера.
За інф. з сайту www.sciencedaily.com підготував Іван Крячко
