Железный метеорит из ядра расплавленной планетезимали (слева) и хондритовый метеорит, полученный из «примитивного» нерасплавленного планетезимали (справа). Фото: Райсса Мартинс/Росс Финдли.
Исследователи использовали химические следы цинка, содержащегося в метеоритах, чтобы определить происхождение летучих элементов на Земле. Результаты показывают, что без «нерасплавленных» астероидов на Земле, возможно, не было бы достаточного количества этих соединений для возникновения жизни.
Летучие вещества — это элементы или соединения, которые превращаются в пар при относительно низких температурах. В их число входят шесть наиболее распространенных элементов, встречающихся в живых организмах, а также вода. Цинк, обнаруженный в метеоритах, имеет уникальный состав, который можно использовать для идентификации источников летучих веществ Земли.
Исследователи из Кембриджского университета и Имперского колледжа Лондона ранее обнаружили, что земной цинк поступил из разных частей нашей Солнечной системы: около половины прибыло из-за пределов Юпитера, а половина возникла ближе к Земле.
«Один из наиболее фундаментальных вопросов о происхождении жизни заключается в том, откуда взялись материалы, необходимые для развития жизни», — сказала доктор Райсса Мартинс из Кембриджского факультета наук о Земле. «Если мы сможем понять, как эти материалы оказались на Земле, это может дать нам ключ к разгадке того, как здесь зародилась жизнь и как она может возникнуть в других местах».
Планетезимали являются основными строительными блоками каменистых планет, таких как Земля. Эти маленькие тела формируются 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 высокого уровня радиоактивности, что привело к их плавлению и потере летучих веществ. Но некоторые планетезимали образовались после того, как эти источники радиоактивности в основном вымерли, что помогло им пережить процесс плавления и сохранить больше летучих веществ.
Железный метеорит из ядра расплавленной планетезимали (слева) и хондритовый метеорит, полученный из «примитивного» нерасплавленного планетезимали (справа). Фото: Музей наук о Земле Седжвика, Кембриджский университет.
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, Мартинс и ее коллеги изучили различные формы цинка, поступившие на Землю из этих планетезималей.
Исследователи измерили содержание цинка в большой выборке метеоритов, происходящих от разных планетезималей, и использовали эти данные для моделирования того, как Земля получила цинк, отслеживая весь период аккреции Земли, который занял десятки миллионов лет.
Их результаты показывают, что, хотя эти «расплавленные» планетезимали составляли около 70% общей массы Земли, они давали лишь около 10% ее цинка.
Согласно модели, остальная часть земного цинка произошла из материалов, которые не плавятся и не теряют летучие элементы. Их результаты показывают, что нерасплавленные или «примитивные» материалы были важным источником летучих веществ на Земле.
«Мы знаем, что расстояние между планетой и ее звездой является определяющим фактором в создании необходимых условий для поддержания этой планеты жидкой воды на ее поверхности», — сказал Мартинс, ведущий автор исследования. «Но наши результаты показывают, что нет никакой гарантии, что планеты содержат нужные материалы, чтобы в первую очередь иметь достаточно воды и других летучих веществ – независимо от их физического состояния».
Способность отслеживать элементы на протяжении миллионов или даже миллиардов лет эволюции может стать жизненно важным инструментом в поисках жизни в других местах, например, на Марсе или на планетах за пределами нашей солнечной системы.
«Похожие условия и процессы вероятны и в других молодых планетных системах», — сказал Мартинс. «Роль, которую эти различные материалы играют в поставке летучих веществ, — это то, о чем мы должны помнить, когда ищем пригодные для жизни планеты в других местах».
Информация от: Кембриджским университетом
