Planetary Collision, der dannede månen leverede grundlæggende elementer af livet

Det meste af kulbrinte og kvælstof i vores kroppe kom sandsynligvis fra en planet, hvor Mars strømmede ned i jorden for 4,4 milliarder år siden, siger forskerne. Forskere har længe troet, at disse elementer, der er afgørende for livet, ankom til vores planet ombord på primitive legemer som asteroider, men en ny analyse tyder på, at kulstof og nitrogen sandsynligvis redede til Jorden i en planet, der allerede var differentieret til lag - et tegn på en mere moden astronomisk krop, muligvis et planetært embryo med et kappe og en kerne. Den samme kollision, de siger, dannede månen.

I et papir udgivet onsdag i Videnskabelige fremskridt et team på Rice University i Texas skitserede en række eksperimenter og simuleringer, der understøtter hypotesen om, at en enkelt større kollision deponerede det kemiske fundament af livet på Jorden.

Damanveer Grewal, en ph.d. studerende på Rice University og studiens hovedforfatter, fortæller Inverse at denne forskning ændrer historien om, hvordan de grundlæggende elementer i livet kom til vores planet.

"Ideen, der har været fremherskende i det videnskabelige samfund, har været, at disse elementer blev leveret af udifferentierede organer, efter at hele Jorden næsten er ophøjet," siger Grewal. "Hvad vi forsøger at sige er, at disse elementer rent faktisk blev leveret af en kæmpe virkning af en stor, differentieret krop, snarere end af mindre kroppe."

Ved at sammenligne de kemiske sammensætninger af jordskorpen med briller på månen konkluderede Grewals hold, at de delte en fælles oprindelse - den katastrofale begivenhed, der dannede månen. Og ved at køre simuleringer om, hvordan forskellige elementer sætter sig ind i forskellige dele af en planet, som det differentierer, anerkendte forskerne, at en differentieret planet, der kolliderede med jorden, ville have en meget mindre kulinrik forhold mellem materiale på overfladen end en udifferentieret krop ville. Dette skyldes, at de fandt, at elementet ville slå sig ned mod jernkernen og efterlod mindre af et kemisk spor i jordens skorpe. Den samme proces, forskere siger, skete i dannelsen af ​​jordens kerne.

Derfor, da denne embryonale planet kolliderede med Jorden omkring 100 millioner år efter dannelsen af ​​vores planet, ville det have overført materiale til Jorden, der bærer den kemiske signatur af en planet, hvis kulstof havde sat sig til kernen - i modsætning til et udifferentieret legeme, hvis sammensætning var forholdsvis ensartet.

Og deres modeller uddyber denne hypotese og yder yderligere støtte til tanken om, at den samme planetariske kollision, der dannede månen, også deponerede de meget grundlæggende materialer til livet på vores planet.

Denne forskning bygger på tidligere arbejde af det samme laboratorium hos Rice, laboratoriet af Rajdeep Dasgupta, Ph.D., som også var medforfatter på det nye papir.

Med dette nye papir fortsætter teamet med at tilføje flere beviser til ideen om, at elementer, der er væsentlige for livet, blev leveret af en kæmpe virkning. Grewal siger, at ideen kan ændre måden folk ser på den ødelæggende kraft af planetariske kollisioner.

"Når folk ser på store virkninger, ser de altid på det som en ødelæggende begivenhed," siger han. "Men nu kan du faktisk tænke på det som en livsgivende begivenhed også."

Abstrakt: Jordens status som den eneste livsholdende planet er et resultat af timing og leveringsmekanismen for kulstof (C), nitrogen (N), svovl (S) og hydrogen (H). På grund af deres isotopiske signaturer antages jordbaserede flygtige stoffer at være afledt af kulholdige chondritter, mens isotopiske sammensætninger af ikke-flygtige hoved- og sporstoffer tyder på, at enstatit-chondritlignende materialer er Jordens primære byggesten. C / N-forholdet mellem bulk silicates jorden (BSE) er imidlertid superkondritisk, som regulerer flygtig levering ved en kondomatisk latefiner. Desuden, hvis den blev leveret under den primære fase af Jordens accretion, skulle der på grund af den større siderofile (metal-kærlige) karakter af C i forhold til N have været en subchondritisk C / N-forhold i BSE. Her præsenterer vi højtryks-eksperimenter for at begrænse skæbnen af ​​blandede CNS-flygtige stoffer under kernemantel-segregation i planetariske embryo-magma oceaner og viser, at C bliver meget mindre siderofile i N-bærende og S-rige legeringer, mens siderofile karakter af N forbliver stort set upåvirket i tilstedeværelsen af ​​S. Ved hjælp af de nye data og inverse Monte Carlo simuleringer viser vi, at virkningen af ​​en Mars-størrelse planet, der har minimal bidrag fra kulholdigt chondrite-lignende materiale og falder sammen med den Månedannende begivenhed, kan være kilden til større flygtige stoffer i BSE.