Метеоритните изследвания разкриват изненади за формирането на Земята

Земята, видяна от спътник DSCOVR

Космическата обсерватория на климата (DSCOVR) на 9 януари 2017 г. (Изображение кредит: НАСА)



Учените сега имат по -добро разбиране на три концепции относно ранната Земя: какви суровини са се сближили, за да образуват Земята отдавна, когато водата пристигна на нашата планета, и защо Земята и нейната луна имат такива сходни състави.



Две проучвания, публикувани в сряда (25 януари) в списание Nature, предполагат, че основните градивни елементи на Земята са скали, подобни на метеорити известни като енстатитни хондрити и че планетата получава по -голямата част от водата си постепенно по време на процеса на формиране, а не в един голям изблик към края.

„Резултатите, представени в тези документи, водят до обезпокоителното заключение, че метеоритите в нашата колекция не са особено добри примери за градивни елементи на Земята“, пише Ричард Карлсън, геохимик от Института за наука Карнеги във Вашингтон, окръг Колумбия коментарна статия което придружава двете изследвания в Nature. (Карлсън не е участвал в нито едно от изследванията.) [ Снимка Хронология: Как се е образувала Земята ]

Кога водата е дошла на Земята?



Учените знаят от 70-те години на миналия век, че изобилието на изотопи на кислород в земните скали се различава от това на повечето метеорити, с изключение на енстатитните хондрити, пише Карлсън. (варианти на един и същ елемент, които имат различен брой неутрони в атомните си ядра.)

Но земните скали и метеоритите от енстатит се различават по елементарен състав, така че повечето изследователи са използвали модели за формиране на Земята, базирани на различни метеорити, наречени въглеродни хондрити, които са богати на летливи вещества (съединения с ниска точка на кипене, като вода), добави той.

Проследявайки различни изотопни количества в земните скали и метеорити, и двете нови проучвания на Nature стигат до извода, че градивни елементи, подобни на въглерод-хондрит, не са били често срещани в края на историята на формирането на Земята.



Разрез на енстатитния хондрит метеорит Сахара 97096. През цялото си формиране Земята натрупва материал, който изотопно е най -близък до тази група метеорити от енстатит. Размерите на секцията са 10 сантиметра на 4 сантиметра (4 инча на 1,6 инча).

Разрез на енстатитния хондрит метеорит Сахара 97096. През цялото си формиране Земята натрупва материал, който изотопно е най -близък до тази група метеорити от енстатит. Размерите на секцията са 10 сантиметра на 4 сантиметра (4 инча на 1,6 инча).(Изображение кредит: Никола Дауфас)

По -конкретно, едно от изследванията - на геохимика на Чикагския университет Николас Доуфас - предполага, че няколко различни типа метеорити вероятно са отговорни за първите 60 процента от растежа на Земята, докато почти всички останали 40 процента идват от енстатитни хондрити.



Второто проучване, извършено от Марио Фишер-Гьоде и Торстен Клайн от Университета в Мюнстер в Германия, потвърди това заключение, показвайки, че подобни на енстатит скали вероятно доминират в късната история на акрецията на Земята.

Тези открития показват, че водата е дошла на Земята през цялата история на формирането на планетата, а не само в порой от въглеродни хондрити и/или комети близо до края, както са предложили някои изследователи, пише Карлсън.

„Ако последните 0,5 процента от материала, натрупан от Земята, се състоеше от определен вид богат на летливи въглероден хондрит, известен като CI хондрит, към водата би се добавило количество вода, еквивалентна по маса на океаните на Земята,“ той написа. „Вместо това измерванията на Fischer-Gödde и Kleine показват, че този късно натрупан материал се състои от относително„ сухи “енстатитни хондрити.“

Този извод обаче все още оставя въпрос: Защо съставът на земната повърхност не съвпада с този на енстатитните хондрити? Карлсън предложи две възможни обяснения: дълбоката вътрешност на Земята е много различна от повърхността (което е малко вероятно поради различни причини, пише той), или, както Дауфас предложи в своя доклад, ендритните хондрити са били променени на повърхността на Земята с еволюцията на планетата .

Образът на Земята в космоса като син мрамор подчертава крехкостта на планетите и красотата на Земята.

Защо Луната е толкова подобна на Земята?

Проучването на Дауфас хвърля светлина и върху това как се е образувала Луната. Повечето астрономи смятат, че отдавна едно или повече тела с размер на Марс се разбиха в прото-Земята, изхвърляйки материал, който в крайна сметка се сливаше, за да образува Луната.

Моделите предполагат, че такива гигантски удари вероятно биха създали Луна, чийто състав е различен от земния, тъй като прото-Земята и импакторът (ите) вероятно ще са направени от различни неща. Но измерванията на Земята, Луната и метеоритите от енстатит „имат почти неразличим изотопно съдържание“, Dauphas пише в новото си изследване .

Очевидният проблем може да бъде проследен до по -стари модели, които предполагат разнообразие от метеорити, образувани на Земята, добави Дауфас. Неговите изследвания, от друга страна, показват, че протоземята и лунообразуващият удар (и) вероятно са се образували в един и същ „изотопен резервоар“, който е доминиран от енстатитни хондрити.

„Съответно, гигантският удар, който образува Луната, вероятно е имал изотопен състав, подобен на този на Земята, което отслабва ограниченията върху моделите на лунна формация“, пише Дауфас.

Следвайте Елизабет Хауъл @howellspace или demokratija.eu @Spacedotcom . Ние също сме включени Facebook и Google+ . Оригинална статия на demokratija.eu .