Вчені роблять сенсаційне відкриття в дослідженні, яке може стати першим безпосереднім доказом існування матеріалу, що залишився від “прото-Землі”. Ця прадавня версія нашої планети існувала до катастрофічного зіткнення, яке призвело до формування Місяця.
Недавнє дослідження, опубліковане в науковому журналі Nature Geoscience, свідчить, що маленькі хімічні сліди цієї прото-Землі збереглися у глибинах земних порід, фактично незмінними, протягом мільярдів років. Ці результати відкривають унікальний погляд на первісні будівельні блоки планети та надають науковцям можливість дізнатися більше про те, якими були Земля та її сусідні світи в їх найдавнішу епоху.
За словами Ніколь Ні, професора наук про Землю та планети в Массачусетському технологічному інституті, яка спільно керувала цим дослідженням, “це, ймовірно, перший безпосередній доказ того, що ми зберегли матеріали прото-Землі”.
Приблизно 4,5 мільярда років тому молода Сонячна система була хмарами газу та пилу, з яких формувалися перші астероїди та планети, включаючи Землю. Тоді наша планета була гарячою, розплавленою сферою, ймовірно, вкритою океанами лави. Через менш ніж 100 мільйонів років після її утворення внаслідок зіткнення з астероїдом розміром з Марс, прото-Земля зазнала колосальних змін: цей удар розплавив та змішав практично всю планету, а також призвів до утворення Місяця. Ця “гігантська ударна подія”, заважаючи довгостроковому залишенню слідів, уважається основною причиною зникнення більшості хімічних ознак попереднього стану Землі.
Проте Ні та її команда виявили незначний дисбаланс в ізотопах калію в давніх породах, зокрема дефіцит калію-40. Це аномалія, на думку дослідників, може бути потенційним відбитком матеріалів, які вижили з часу прото-Землі.
Дослідники проаналізували метеорити, які виникли в різний час та у різних місцях Сонячної системи, і знайшли незначні калієві ізотопні відмінності між ними. У новому дослідженні команда шукала схожі аномалії калію в найдавніших та найглибших породах Землі. Основні зразки були захоплені з Гренландії, Канади, Гаваїв та Тайваню.
Ці стародавні матеріали містили ще менше калію-40, ніж очікувалося, що свідчить про те, що “породи були побудовані інакше”, зазначила Ні. Щоб виявити такі незначні сигнали, дослідники розчинили породи в кислоті, ізолювали калій і використали надчутливий спектрометр для точного вимірювання відносин трьох ізотопів елемента.
Також команда проводила комп’ютерні моделювання, щоб перевірити, чи могли б відомі геологічні або космічні процеси пояснити спостережувані співвідношення ізотопів калію. Однак у всіх сценаріях моделювання спостерігалися дещо вищі показники калію-40, ніж це було в реально зібраних зразках.
Цей дефіцит представляє собою первинну мантію прото-Землі, яка в значній мірі уникла змішування через гігантський удар і досі існує в глибинах Землі. Хоча раніше досліджені метеорити також показували аномалії калію, вони не демонстрували тотожного дефіциту, що вказує на те, що матеріали, які спочатку сформували прото-Землю, ще не були виявлені.
Ці результати підтверджують складність та незавершеність в розумінні хімічного складу Землі. “Науковці намагалися з’ясувати первісний хімічний склад Землі, поєднуючи дані з різних груп метеоритів. Але наше дослідження демонструє, що існуючий бібліотека метеоритів не є повною, і нам ще багато належить дізнатися про походження нашої планети,” – підсумувала Ні.