Исследование метеоритов может ответить на вопрос о причине недостатка некоторых элементов на Земле и Марсе, вызывающего споры у учёных.
Учёные из Университета штата Аризона, Калифорнийского технологического института, Университета Райса и Массачусетского технологического института изучили железные метеориты — редкие фрагменты железо-никелевого сплава, называемого «метеоритным железом», которое стало первым для человечества источником этого материала. Сравнив эти остатки ранней Вселенной с современным составом Земли, исследователи сделали потенциально важные выводы о том, как столкновения с метеоритами могли повлиять на химический состав планет.
Земля и Марс, соседние планеты обитаемой зоны Солнца, обладают множеством сходств, в том числе истощением запасов умеренно летучих элементов (УЛЭ). К УЛЭ относятся медь и цинк, которые часто встречаются вместе с водой, углеродом и азотом — важнейшими элементами для жизни.
В отличие от простых каменных метеоритов, называемых хондритами, на Земле и Марсе заметно меньше УЛЭ, что побуждает искать объяснение разницы между этими планетами.
Согласно гипотезе планетезималей, твердые объекты, склеивающие протопланеты, являются начальным ядром, вокруг которого впоследствии сливаются планеты. Это самая чистая версия того, во что эти скалистые сферы когда-нибудь превратятся. Команде необходимо найти способ сравнить современную Землю с планетезимальной формой, которой она, вероятно, обладала на ранних этапах своего существования.
Исследование метеоритов
Коллектив учёных из нескольких институтов под руководством доцента Даманвира С. Грюала из штата Аризона изучает железные метеориты как источник информации о первобытной прото-Земле. Эти остатки древних планетезималей содержат образцы материалов ядра, которые могли быть доступны Земле в период её раннего формирования. Измерение содержания УЛЭ в этих метеоритах позволяет учёным оценить распространенность этих элементов в планетезималях.
«Внутренняя часть Солнечной системы была с невообразимым избытком этих элементов в планетоимах первоначального поколения. «Это открытие изменяет наше представление о формировании планет», — заявляет ведущий автор работы Даманвир С. Грюал.
Метеориты и планетарные гипотезы
Ранее считалось, что У Lightweight Elements (УЛЭ) покинули планеты во время туманной конденсации или были потеряны в ходе дифференциации, когда отдельные слои образовались. Новые исследования ранних строительных блоков предполагают, что столкновения небесных тел могли лишить их УЛЭ.
Команда Грюала пришла к выводу, что значительная часть планетезималей внутренней Солнечной системы удержали свои УЛЭ, продолжая накапливать их и сохранять во время дифференциации. Это говорит о том, что Марс и Земля изначально имели большую концентрацию MVE, которая со временем уменьшилась вследствие столкновений.
«В результате столкновений с высокой энергией может произойти массовое испарение горных пород. », — пояснил Грюаль. «При образовании конденсата из горячего ударного следа, умеренно летучие элементы не успевают вернуться в твердое состояние из-за большой температуры шлейфа и исчезают в космическом пространстве. ».
«Наши исследования меняют наше представление о химическом развитии планет. », — заключил Грюал. «Она демонстрирует, что исходно строительные элементы Земли и Марса содержали необходимые для жизни элементы, но мощные столкновения в процессе формирования планет привели к их уменьшению. ».