Формирование мирового океана стало возможным благодаря азоту, прекратившему завоз вод

Новости МирТесен

Предположение о том, что значительное количество легких элементов было доставлено на раннюю Землю кометами и астероидами, оказалось под вопросом: вклад «импорта» оказался незначительным. Это указывает на то, что вода и другие вещества, необходимые для возникновения жизни, всегда присутствовали на нашей планете.

Определение условий существования Земли в период сразу после ее формирования имеет первостепенное значение для понимания процессов возникновения живых организмов. В связи с этим ученые активно ведут дискуссии по данному вопросу, однако окончательного ответа пока не найдено. Существуют различные точки зрения: одни предполагают, что Земля на протяжении некоторого времени представляла собой океан расплавленной породы, другие отвергают такую возможность. Разные группы исследователей придерживаются мнений о том, что легкие элементы (водород, углерод, азот и сера) могли преимущественно улетучиваться в космическое пространство из лавы, а другие утверждают об их постоянном наличии на планете в достаточных объемах.

Сторонники теории Позднего покрытия утверждают, что легковесные вещества могли остаться в космосе на ранних этапах существования Земли. Эта гипотеза предполагает, что современные легкие элементы, такие как азот в атмосфере и вода в мировом океане, появились значительно позже – доставленные к планете кометами и астероидами после предполагаемого «выкипания». Однако подтвердить или опровергнуть данное предположение крайне затруднительно: за 4,5 миллиарда лет большая часть первичных горных пород была поглощена мантией.

В журнале Nature Communications появилась статья международной группы ученых, в которой представлен расчет соотношения изотопов азота для различных сценариев доставки легких элементов на Землю. Для начала исследователи проанализировали соотношение изотопов азота в образцах, взятых как из земной коры, так и из мантии. После этого они попытались определить, в какой степени азот был связан с материалами, формировавшими молодую планету.

В результате выявилось, что ни сценарий поздней доставки легких элементов, ни гипотеза о постоянном присутствии этих веществ на Земле не соответствуют наблюдаемым изотопным соотношениям. Ограниченное количество доступных образцов (особенно для глубоко расположенных слоев) привело к широкому разбросу полученных значений: от 30 до 100% азота могли быть внесены в атмосферу Земли хондритными метеоритами уже после ее формирования.

Общая масса этих тел, в любом случае, оставалась незначительной, составляя от 0,04% до 0,2% от массы земной мантии. Кроме того, наличие других легких элементов на поверхности планеты также не могло быть результатом падения небесных тел. Так, даже если предположить, что весь азот на Земле был доставлен извне, более 95% водорода все равно не могло быть принесено в земную мантию извне. Масса метеоритов, рассчитанная в новых исследованиях, попросту недостаточна для этого. Следовательно, не более 5-10% воды в земных океанах может содержать «внеземной» водород.

Подобная неопределенность наблюдается и с точки зрения происхождения углерода в земной мантии: лишь от 7 до 45% его содержится благодаря внешним источникам. Вклад внеземного серы не превышает 30%, аналогичная ситуация отмечается для селена и теллура.

Исходя из этого, поздняя фаза интенсивных столкновений Земли с другими небесными телами способствовала увеличению содержания азота на планете, но она не могла быть ответственна ни за формирование мирового океана, ни за доставку других важных для жизни веществ.