Популярная гипотеза о том, что комета и астероиды привезли на Землю большое количество легких элементов, получила серьезное опровержение: «импорт» был незначительным. Следовательно, вода и многое другое, необходимое для возникновения жизни, никогда не исчезали с нашей планеты.
Вопрос о состоянии Земли после ее образования принципиален для понимания условий возникновения жизни. Ученые активно обсуждают эту тему, но пока нет однозначного ответа. Некоторые считают, что долгое время наша планета была покрыта лавовым океаном, другие отвергают такую гипотезу.
Часть исследователей полагает, что легкие элементы (водород, углерод, азот и сера) в основном ушли в космос из лавы, другие — что всегда оставались на Земле в достаточном количестве.
Верящие в то, что легкие элементы испарились из Земли в ее ранней истории, выдвинули гипотезу Позднего покрытия. Согласно ей, азот в атмосфере и вода в океанах появились позже – их привезли кометы и астероиды уже после «выкипания» легких элементов. Проверить или опровергнуть эту гипотезу сложно: за 4,5 миллиарда лет породы исходной поверхности планеты погрузились в мантию.
Международная группа учёных опубликовала в журнале Nature Communications исследование, в котором рассчитала соотношение изотопов азота для различных сценариев формирования Землей легких элементов. Сначала исследователи изучили это соотношение для ряда земных образцов, взятых как из коры, так и из мантии. Затем попробовали вычислить, насколько сильно азот должен был быть связан материалами молодой планеты в период ее формирования.
Сценарий поздней доставки легких элементов и вариант о постоянном присутствии их на Земле не согласуются с наблюдаемыми изотопными соотношениями. Количество образцов невелико, особенно для глубоких слоев, поэтому диапазон значений большой: от 30 до 100% земного азота могло быть доставлено хондритными метеоритами после формирования Земли.
Общая масса таких тел была незначительной — 0,04-0,2% от массы земной мантии. Другие легкие элементы на поверхности планеты не могли быть доставлены падающими небесными телами. Даже если 100% азота пришло с неба, более 95% водорода все равно не могло быть принесено в земную мантию извне. Масса метеоритов по новым расчетам слишком мала для этого. Не более 5-10% воды земных океанов может содержать водород извне.
Углерод в земной мантии, возможно, завезён с неба лишь на 7-45%. Доля импортной серы не превышает 30%, так же как и у селена и теллура.
Поздние удары небесных тел по нашей планете, хотя и способствовали накоплению азота, не являются причиной появления океанов или наличия остальных важных для жизни элементов.