Bumi tidak dibentuk yang mengandungi bahan kimia yang diperlukan untuk hidup bermula. Satu teori yang disokong dengan baik, yang disebut "teori veneer akhir", menunjukkan bahawa bahan kimia yang mudah menguap yang diperlukan untuk hidup tiba lama setelah Bumi terbentuk, dibawa ke sini oleh meteorit. Tetapi kajian baru mencabar teori venir akhir.
Bukti menunjukkan bahawa Bulan diciptakan ketika planet berukuran Mars bernama Theia bertabrakan dengan Bumi. Impaknya mencipta cincin serpihan dari mana Bulan terbentuk. Sekarang, kajian baru ini mengatakan bahawa kesan yang sama mungkin telah memberikan bahan kimia yang diperlukan untuk kehidupan ke Bumi muda.
"Kita adalah senario pertama yang dapat menjelaskan masa dan penghantaran <dari turun naik> dengan cara yang sesuai dengan semua bukti geokimia."
Pengarang bersama Rajdeep Dasgupta, Jabatan Bumi, Sains Alam Sekitar dan Planet, Universiti Rice.
Kesan antara Bumi dan Theia berlaku kira-kira 4.4 bilion tahun yang lalu, sangat awal kehidupan Bumi. Ketika itulah Bumi kemungkinan besar menerima sebahagian besar karbon, nitrogen, dan bahan kimia meruap lain yang diperlukan untuk hidup. Kajian baru adalah dari Universiti Rice dan diterbitkan dalam jurnal Science Advances.
Para saintis telah mengkaji meteorit primitif dari Bumi awal dan planet berbatu lain di Sistem Suria dalaman. Mereka mendapati bahawa meteorit kuno habis bahan kimia meruap yang diperlukan untuk hidup. Itu menimbulkan pertanyaan, dari mana asal bahan kimia yang mudah menguap Bumi?
"Dari kajian meteorit primitif, para saintis telah lama mengetahui bahawa Bumi dan planet-planet berbatu lain di sistem suria dalaman habis dengan mudah menguap," kata penulis bersama kajian Rajdeep Dasgupta. "Tetapi masa dan mekanisme pengiriman tidak stabil telah diperdebatkan. Kita adalah senario pertama yang dapat menjelaskan masa dan penghantaran dengan cara yang sesuai dengan semua bukti geokimia. "
Menurut pasukan di belakang kajian ini, planet yang berdampak mempunyai inti kaya sulfur, sementara mantel dan keraknya mengandung volatil. Ketika bertabrakan dengan Bumi, ia menyuntikkan bahan kimia yang diperlukan untuk hidup, seperti nitrogen, karbon, hidrogen dan sulfur, ke dalam kerak Bumi. Perlanggaran itu juga mengeluarkan sejumlah besar bahan ke angkasa, yang bergabung ke Bulan.
"Apa yang kami dapati adalah bahawa semua bukti ... konsisten dengan kesan pembentukan bulan yang melibatkan planet berukuran Mars yang mudah menguap dan inti yang kaya dengan sulfur."
Damanveer Grewal, penulis utama kajian, pelajar siswazah, Universiti Rice.
Pasukan di belakang kajian ini melakukan eksperimen di makmal yang meniru keadaan tekanan tinggi dan suhu tinggi yang dijumpai semasa inti planet terbentuk. Eksperimen tersebut membantu menguji teori mereka yang mengatakan bahawa volatil datang ke Bumi akibat perlanggaran dengan planet dengan inti yang kaya dengan sulfur.
Kandungan sulfur dari teras planet penderma penting kerana pelbagai bukti eksperimen yang membingungkan mengenai karbon, nitrogen dan sulfur yang ada di semua bahagian Bumi selain inti. "Inti tidak berinteraksi dengan seluruh Bumi, tetapi semua yang ada di atasnya, mantel, kerak bumi, hidrosfera dan atmosfera, semuanya terhubung,"
kata penulis utama kajian dan pelajar siswazah Damanveer Grewal. "Kitaran bahan di antara mereka."
Mereka menguji idea itu dengan inti Bumi yang dihipotesiskan yang mengandungi pelbagai tahap sulfur. Mereka ingin mengetahui apakah teras sulfur tinggi mengecualikan karbon, nitrogen atau kedua-duanya. Secara keseluruhan, mereka mendapati bahawa semakin besar kandungan sulfur inti, semakin kecil kemungkinannya kandungan sulfat tersebut. Sekurang-kurangnya dalam kes Bumi.
Nitrogen sebahagian besarnya tidak terjejas, ”kata Grewal. "Ini tetap larut dalam aloi berbanding dengan silikat, dan hanya mulai dikeluarkan dari inti di bawah kepekatan sulfur tertinggi."
Dengan menggunakan hasil eksperimen ini, mereka menjalankan lebih dari satu miliar simulasi untuk mengetahui bagaimana Bumi dapat memperoleh bahan kimia yang tidak stabil. "Apa yang kami dapati adalah bahawa semua bukti - tanda tangan isotop, nisbah karbon-nitrogen dan jumlah keseluruhan karbon, nitrogen dan sulfur di bumi silikat pukal - konsisten dengan kesan pembentukan bulan yang melibatkan galas mudah alih, Mars- planet bersaiz dengan inti kaya sulfur, ”kata Grewal.
Implikasi kajian ini lebih kepada sekadar Bumi. Mereka juga memberitahu kita tentang bagaimana kehidupan di planet berbatu lain di sistem suria yang lain.
"Kajian ini menunjukkan bahawa sebuah planet berbatu seperti Bumi mendapat lebih banyak peluang untuk memperoleh unsur-unsur penting kehidupan jika ia terbentuk dan tumbuh dari hentaman raksasa dengan planet-planet yang telah mengambil sampel blok bangunan yang berbeza, mungkin dari bahagian berlainan cakera protoplanet," kata Dasgupta .
"Ini menghilangkan beberapa syarat sempadan," kata Dasgupta. "Ini menunjukkan bahawa volatil yang penting untuk hidup dapat tiba di lapisan permukaan planet, bahkan jika mereka dihasilkan di badan planet yang mengalami pembentukan inti dalam keadaan yang sangat berbeza."
Dasgupta mengatakan bahawa tidak nampak bahawa silikat pukal Bumi, dengan sendirinya, dapat mencapai anggaran hidup yang tidak menentu yang menghasilkan biosfera, atmosfera dan hidrosfera kita. "Itu bererti kita dapat memperluas pencarian kita untuk jalan yang membawa kepada unsur-unsur tidak stabil yang bersatu di planet untuk menyokong kehidupan seperti yang kita ketahui."
Kerja pasukan ini adalah sebahagian daripada program Planet CLEVER Planets (Cycles of Life-Essential Volatile Elements on Rocky).
Sumber:
- Siaran Akhbar: Perlanggaran planet yang membentuk bulan memungkinkan kehidupan di Bumi
- Kertas Penyelidikan: Penyampaian karbon, nitrogen, dan sulfur ke Bumi silikat oleh kesan gergasi
- Space Magazine: Pelanggaran Cataclysmic Membentuk Bulan, tetapi Membunuh Theia
- CLEVER Planet
