Команда дослідників з Массачусетського технологічного інституту (MIT) повідомила про виявлення унікальних порід. Вони містять сліди оригінальної прото-Землі, що існувала 4,5 мільярда років тому.
Гігантське зіткнення
Відразу після свого формування наша планета була кам’яним світом, імовірно, покритим лавою. Менш ніж через 100 млн років після цього вона пережила гігантське зіткнення з протопланетою розміром з Марс. Воно радикально змінило нашу планету і призвело до формування Місяця.
Тривалий час вважалося, що з огляду на глобальність, цей удар повністю знищив усі сліди оригінальної прото-Землі. Але як показують результати недавнього дослідження вчених з MIT, це не так. Їм вдалося виявити в дуже стародавніх і дуже глибоких породах хімічний слід, який відрізняється від більшості інших матеріалів, що зустрічаються на Землі сьогодні.
Цей слід являє собою незначний дисбаланс ізотопів калію в геологічних зразках. Його найімовірнішим поясненням є те, що вони мають бути залишками матеріалу прото-Землі, який якимось чином залишився незмінним і дійшов до наших днів.
У пошуках слідів прото-Землі
У 2023 році вчені проаналізували багато з великих метеоритів, які були зібрані в різних місцях по всьому світу і ретельно вивчені. Вони утворилися в різний час і в різних місцях Сонячної системи, і тому відображають зміну умов з плином часу. Коли дослідники порівняли хімічний склад цих зразків метеоритів зі складом Землі, вони виявили серед них ізотопну аномалію калію.
Ізотопи — це злегка відмінні версії одного й того самого елемента, які мають однакову кількість протонів, але різну кількість нейтронів. Калій може існувати у вигляді одного з трьох природних ізотопів з масовими числами 39, 40 і 41 відповідно. Скрізь, де калій був знайдений на Землі, він існує в характерній комбінації ізотопів, причому калій-39 і калій-41 переважають. Калій-40 присутній, але в порівняно малому процентному співвідношенні.
Вчені виявили, що метеорити демонструють баланс ізотопів калію, що відрізняється від більшості матеріалів на Землі. Це свідчить про те, що будь-який матеріал, який демонструє подібну аномалію, ймовірно, передує нинішньому складу Землі. Іншими словами, будь-який дисбаланс калію буде явною ознакою матеріалу з прото-Землі, до того як гігантське зіткнення змінило хімічний склад планети.
У своєму дослідженні команда з MIT вивчила зразки з Гренландії та Канади, де знаходяться деякі з найдавніших збережених порід, а також відкладення лави на Гаваях. Вченим дійсно вдалося виявити дефіцит ізотопу калію-40. Аномалія свідчить, що ці матеріали були побудовані інакше порівняно з більшістю матеріалів, які ми бачимо на Землі сьогодні.
Щоб підтвердити, що ці зразки є залишками прото-Землі, команда використала дані про склад усіх відомих метеоритів і провела моделювання того, як дефіцит калію-40 у зразках змінився б після падіння метеоритів і гігантського зіткнення. Вони також змоделювали геологічні процеси, які відбувалися на Землі з плином часу, як-от нагрівання і перемішування мантії. Цей аналіз підтвердив, що породи з дефіцитом калію-40, ймовірно, справді є залишками первісного матеріалу прото-Землі.
«Це, можливо, перший прямий доказ того, що ми зберегли матеріали прото-Землі», — прокоментувала результати дослідження Ніколь Ні, доцентка кафедри наук про Землю і планетарних наук MIT. «Ми бачимо шматочок дуже давньої Землі, навіть до гігантського зіткнення. Це дивно, оскільки ми очікували, що цей дуже ранній слід буде поступово стиратися в процесі еволюції Землі».
За матеріалами Phys.org
