Вода, необходимая для жизни, попала на Землю позже, чем считалось, свидетельствует анализ метеоритов

Исследование под руководством учёного из Рутгерс-Нью-Брансуик показало, что вода не появилась на Земле так рано в процессе её формирования, как предполагалось ранее. Это открытие напрямую связано с вопросом о времени зарождения жизни на планете.

Результаты, опубликованные в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta, важны, поскольку данные исследования поддерживают гипотезу о том, что вода попала на Землю на заключительных стадиях её формирования из пыли и газа — в период, который геологи называют поздней аккрецией.

Учёные стремятся определить, когда появились необходимые для жизни материалы, чтобы понять, как и когда началась жизнь. Согласно современным научным представлениям, для её зарождения необходимы как минимум три компонента: вода, энергия и «суп» из органических химических веществ, обозначаемых аббревиатурой CHNOPS (углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера).

«То, когда вода была доставлена на планету, — один из главных нерешённых вопросов в планетологии», — говорит Кэтрин Бермингем, доцент кафедры наук о Земле и планетах в Школе искусств и наук Рутгерса и ведущий автор исследования.

Используя масс-спектрометрию с термической ионизацией и новый аналитический метод, разработанный командой, Бермингем и коллеги изучили изотопы элемента молибдена. Изотоп — это форма элемента с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов, что придаёт ему ту же химическую природу, но другую атомную массу.

«Изотопный состав молибдена в земных породах даёт нам особое окно в события, происходившие вокруг времени окончательного формирования ядра Земли, когда планета аккумулировала последние 10–20% материала. Считается, что этот период совпадает с формированием Луны», — пояснила Бермингем.

Учёные извлекли молибден из образцов метеоритов, полученных из Национального музея естественной истории Смитсоновского института. Научное сообщество делит метеориты на две группы:

• «CC» — с элементами, указывающими на формирование во внешней, предположительно более влажной, части Солнечной системы.
• «NC» — с характеристиками, указывающими на формирование во внутренней, предположительно более сухой, части Солнечной системы.

Данное исследование было сосредоточено на образцах группы NC.

Изотопный состав молибдена этих метеоритов сравнили с составом земных пород из Гренландии, Южной Африки, Канады, США и Японии. Считается, что молибден в этих породах был добавлен на Землю как раз во время формирования Луны, когда происходило окончательное формирование ядра, — именно тогда команда и хотела найти истоки воды.

Анализы показали, что изученные земные породы больше похожи на метеориты, происходящие из внутренней части Солнечной системы (NC), а не из внешней (CC).

Поскольку химический состав изученных земных пород совпадает с составом метеоритов предположительно внутренней Солнечной системы (NC), учёные пришли к выводу, что Земля не получила столько воды в результате события, сформировавшего Луну, как считалось ранее. Это значимо, поскольку популярная теория гласит, что значительная часть земной воды была добавлена именно при формировании Луны.

Данное исследование показывает, что существенное количество воды, вероятно, не было доставлено в этот период роста. Вместо этого данные поддерживают интерпретацию, что вода доставлялась на Землю меньшими порциями после формирования Луны, гораздо позже в процессе формирования планеты.

«Наши результаты позволяют предположить, что событие, сформировавшее Луну, не было основным поставщиком воды, в отличие от предыдущих представлений, — сказала Бермингем. — Однако эти выводы допускают добавление небольшого количества воды после окончательного формирования ядра, в период так называемой поздней аккреции».