Учёные выяснили, откуда Земля получила ключевые элементы для возникновения жизни — и неожиданно раскрыли роль Юпитера в поставках
Учёные при поддержке NASA предложили новую версию происхождения двух важнейших для жизни элементов — фосфора и азота — на ранней Земле. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что значительная часть этих веществ могла попасть на нашу планету из внутренней области Солнечной системы, а не быть доставлена позднее астероидами из её внешних регионов, как предполагалось ранее.
Авторы работы проанализировали соотношение фосфора и азота в двух типах древних метеоритов — железных и хондритах. Эти объекты считаются своеобразными «капсулами времени», сохранившими информацию о процессах, происходивших более 4,5 млрд лет назад, ещё до формирования Земли.
Исследователи отмечают, что железные метеориты происходят от первого поколения планетезималей — строительных блоков будущих планет. Хондриты образовались позже, примерно через 2–3 млн лет после них. Сравнение химического состава этих объектов позволило реконструировать распределение жизненно важных элементов в молодой Солнечной системе.
Иллюстрация: ESOЛабораторные эксперименты и геохимическое моделирование показали, что первое поколение планетезималей демонстрировало увеличение отношения фосфора к азоту по мере удаления от Солнца. Однако у второго поколения картина оказалась противоположной: более высокие значения наблюдались уже во внутренней части Солнечной системы.
По мнению авторов, причина может быть связана с формированием Юпитера. На ранних этапах развития Солнечной системы вещество активно перемещалось наружу от Солнца, перенося фосфор и азот. Однако по мере роста Юпитер приобрёл настолько мощное гравитационное влияние, что начал препятствовать дальнейшему переносу материала из внутренних областей во внешние.
В результате внутренние регионы системы сохранили повышенную концентрацию фосфора относительно азота. Именно из этого материала, как показывают расчёты, впоследствии формировалась Земля.
Дополнительное моделирование аккреции планеты показало, что современное соотношение фосфора и азота на Земле лучше всего объясняется вкладом именно внутренних планетезималей — как связанных с железными метеоритами, так и с хондритами внутренней части Солнечной системы.
Авторы считают, что результаты меняют представления о происхождении химических ингредиентов, необходимых для возникновения жизни. Кроме того, работа указывает на возможную особую роль крупных газовых гигантов в формировании потенциально обитаемых миров.
По словам руководителя исследования Радждипа Дасгупты из Университета Райса, история роста Юпитера могла напрямую повлиять на распределение жизненно важных химических элементов по всей Солнечной системе. Учёные отмечают, что теперь возникает новый вопрос: способны ли планетные системы без аналога Юпитера обеспечить формирование планет с таким же запасом веществ, необходимых для появления жизни, как у Земли.
© iXBT
