Жизнь на Земле возникла благодаря катастрофе, убедились ученые
Жизнь на Земле не могла возникнуть без катастрофы — столкновения с другой планетой, принесшей необходимые для этого вещества.
Земля — пока единственная известная планета, на которой существует жизнь, с жидкой водой и стабильной атмосферой. Однако подходящим для этого наш мир стал не сразу. На протоЗемле, как и на других каменных планетах не было необходимых для зарождения жизни летучих элементов — водорода, углерода и серы — из-за высокой температуры. Только планеты, образовавшиеся дальше от Солнца, могли включать эти вещества. Когда и как Земля стала благоприятной для жизни, до сих пор до конца не ясно.
В Институте геологических наук Бернского университета провели исследование, установившее, что химический состав ранней Земли сформировался не позднее чем через три миллиона лет после образования Солнечной системы, и он был непригодным для жизни. Эти результаты, опубликованные в журнале Science Advances, позволяют предположить, что жизнь на Земле стала возможной только благодаря более позднему событию.
Изотопы в роли точных часов
Для реконструкции процесса формирования Земли использовалась комбинация изотопных и элементных данных метеоритов и земных пород. С помощью модельных расчетов исследователи смогли уточнить динамику изменения химического состава протоЗемли.
«Высокоточная система измерения времени основана на радиоактивном распаде марганца-53. Этот изотоп присутствовал в ранней Солнечной системе и превращался в хром-53 с периодом полураспада около 3,8 миллиона лет», — объясняет планетолог Паскаль Круташ из Имперского колледжа Лондона, для которого это исследование стало частью докторской в Институте геологии.
Этот метод позволяет определить возраст материалов возрастом в несколько миллиардов лет с точностью менее миллиона лет.
Космическое совпадение
Авторы убедительно показали, что уникальный химический состав протоЗемли полностью сложился менее чем через три миллиона лет после образования Солнечной системы.
«Наша Солнечная система сформировалась около 4568 миллионов лет назад. Учитывая, что на определение химических свойств Земли потребовалось всего до 3 миллионов лет, это удивительно быстро», — уточняет Крутташ.
Отсюда следует, что важные изменения в химическом составе произошли позже, и привнесла их гипотетическая Тейя, которая образовалась, вероятно, дальше от Солнца — где были вода и летучие вещества.
«Благодаря нашим результатам мы знаем, что протоЗемля изначально была сухой каменной планетой. Таким образом, можно предположить, что именно столкновение с Тейей доставило летучие элементы на Землю и в конечном итоге сделало здесь возможной жизнь», — говорит Крутташ.
Шанс на возникновение жизни
Кроме того, исследование наталкивает на еще один — едва ли не экзистенциальный — вывод.
«Своим нынешним благоприятствованием для жизни Земля обязана не непрерывному развитию, а, вероятно, случайному событию — позднему удару чужого, богатого водой тела. Это делает очевидным, что условия для жизни во Вселенной — что угодно, но не само собой разумеющееся», — подчеркивает профессор Клаус Мецгер из Института геологии, соавтор исследования.
Следующим шагом станет углубленное исследование столкновения протоЗемли и Тейи.
«Сейчас оно изучено недостаточно. Необходимы модели, способные полностью объяснить не только физические свойства Земли и Луны, но и их химический состав и изотопные характеристики», — заключает Крутташ.