Исследование Калифорнийского технологического института показало, что первичная Земля образовалась из горячего сухого материала, что указывает на последующее прибытие воды во время формирования Земли. В этом исследовании используется магма из разных слоев недр Земли, и оно дает уникальную информацию о формировании этой планеты.
Новое исследование Калифорнийского технологического института показывает, что первоначальная Земля образовалась из горячего сухого материала, а это означает, что вода появилась поздно в процессе формирования Земли. Исследование, в котором представлены данные из нескольких слоев мантии, утверждает, что массовое добавление летучих веществ произошло только на поздних стадиях формирования Земли, что повлияло на теории формирования планет.
Миллиарды лет назад в гигантском диске из пыли, газа и каменистого материала, вращающемся вокруг нашего молодого солнца, все более массивные тела объединились, чтобы в конечном итоге создать планеты, луны и астероиды, которые мы видим сегодня. Ученые до сих пор пытаются понять процессы формирования планет, в том числе и нашей.
Один из способов, с помощью которого исследователи могут изучить, как сформировалась Земля, заключается в изучении магмы, вытекающей из глубины недр планеты. Химические сигнатуры этих образцов содержат записи о том, когда и какие материалы объединились, чтобы сформировать Землю — подобно тому, как окаменелости дают нам ключ к разгадке биологического прошлого Земли.
Исследование, проведенное Калифорнийским технологическим институтом, показывает, что первоначальная Земля накапливала горячий сухой материал, что позволяет предположить, что вода на нашей планете — ключевой ингредиент для развития жизни — должна была появиться гораздо позже при формировании Земли.
Исследование, в котором участвовала международная группа исследователей, проводилось в лаборатории Франсуа Тиссо, профессора геохимии и исследователя из Медицинского исследовательского института Heritage; и Иганг Чжан из Китайской академии наук. Статья с описанием исследования была недавно опубликована в журнале
” data-gt-translate-атрибуты = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”> Успехи в науке. Аспирант Калифорнийского технологического института Вэй Лю является первым автором статьи.
Хотя у людей нет возможности путешествовать внутрь нашей планеты, горные породы глубоко внутри Земли могут естественным образом всплывать на поверхность в виде лавы. Исходная магма этих лав может возникать на разных глубинах Земли, например, в верхней мантии, которая начинается примерно на 15 километров (9 миль) ниже поверхности и простирается примерно на 680 километров; или нижняя мантия, которая простирается от глубины 680 километров (425 миль) до границы между ядром и мантией примерно на 2900 километров (1800 миль) ниже наших ног.
Подобно тому, как пробуют разные слои торта — замороженного, с начинкой и бисквита, — ученые могут изучать магму, поднимающуюся с разных глубин, чтобы понять разные «вкусы» слоев земли: химические вещества в них и их соотношения по отношению друг к другу.
Поскольку формирование Земли не произошло мгновенно, а вместо этого включало накопление материала с течением времени, образцы из нижней и верхней мантии дают разные подсказки о том, что происходило с течением времени по мере накопления Земли. В новом исследовании команда обнаружила, что первобытная Земля состояла в основном из сухого каменистого материала: химические сигнатуры из глубины планеты не показали присутствия так называемых летучих веществ, таких как вода и йод.
Напротив, образцы из верхней мантии показали более высокую долю летучих веществ, в три раза больше, чем в нижней мантии. Основываясь на этих химических пропорциях, Лю создал модель, показывающую, что Земля состоит из горячего, сухого каменистого материала и что основные добавления летучих веществ, необходимых для жизни, включая воду, произошли только в течение последних 15 процентов (или меньше) формирования Земли.
Это исследование является важным вкладом в теорию формирования планет, область, которая претерпела несколько сдвигов парадигмы за последние десятилетия и до сих пор характеризуется бурными научными дебатами. В этом контексте новое исследование делает важные предсказания свойств строительных блоков других планет земной группы — Меркурия и
” data-gt-translate-атрибуты = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>Венера– который, как считается, образовался из аналогичного сухого вещества.
«Космические исследования экзопланет очень важны, потому что водные миры, вероятно, являются лучшими местами для поиска внеземной жизни», — сказал Тиссо. Но внутреннюю Солнечную систему не следует забывать. Почти 40 лет не было ни одной миссии, касающейся поверхности Венеры, и никогда не было миссии на поверхность Меркурия. Нам нужно иметь возможность изучать эти миры, чтобы лучше понять, как сформировались планеты земной группы, такие как Земля. “
Ссылка: «I / Pu Earth показывает планету с плохими летучими контрастами» Вейи Лю, Иганг Чжан и Франсуа. LH Tissot, Guillaume Avice, Zhilin Ye и Qing-Zhu Yin, 5 июля 2023 г., доступно здесь. Научный прогресс.
DOI: 10.1126/sciadv.adg9213
Помимо Лю и Тиссо, соавтором является Чжан из Китайской академии наук. Гийом Авис из Городского университета Парижа, Всемирный институт физики, Париж; Цилинь Е из Китайской академии наук; и король Чу Инь из Калифорнийского университета в Дэвисе. Финансирование было предоставлено Китайской академией наук, Национальным научным фондом, Товариществом Паккарда в области науки и техники, Институтом медицинских исследований наследия и Калифорнийским технологическим институтом.
