Planetary Collision som dannet månen leverte grunnleggende elementer av livet

Mesteparten av karbon og nitrogen i kroppene våre kom sannsynligvis fra en planet som størrelsen på Mars krasjer inn i jorden for 4,4 milliarder år siden, sier forskere. Forskere har lenge trodd at disse elementene som var avgjørende for livet, kom til planeten vår om primitive legemer som asteroider, men en ny analyse tyder på at karbon og nitrogen mest sannsynlig dro til jorden i en planet som allerede hadde differensiert i lag - et tegn på en mer moden astronomisk kropp, muligens et planetarisk embryo med en mantel og en kjerne. Den samme kollisjonen, sier de, dannet månen.

I et papir publisert onsdag i Science Advances, et team på Rice University i Texas skissert en rekke eksperimenter og simuleringer som støtter hypotesen om at en enkelt større kollisjon deponerte det kjemiske fundamentet av livet på Jorden.

Damanveer Grewal, en Ph.D. student ved Rice University og studiens hovedforfatter, forteller Omvendt at denne forskningen endrer historien om hvordan de elementære byggeblokkene i livet kom til planeten vår.

"Ideen som har vært utbredt i det vitenskapelige samfunnet, har vært at disse elementene ble levert av utifferentierte organer etter at hele jorden har nådd seg nesten," sier Grewal. "Det vi prøver å si er at disse elementene faktisk ble levert av en stor effekt av en stor, differensiert kropp, snarere enn av mindre kropper."

Ved å sammenligne de kjemiske sammensetningene av jordskorpen med briller på månen, konkluderte Grewals lag at de delte en felles opprinnelse - den katastrofemessige hendelsen som dannet månen. Og da ved å løpe simuleringer på hvordan forskjellige elementer bosetter seg i forskjellige deler av en planet som den skiller, anerkjente forskerne at en differensiert planet som kolliderte med jorden ville ha et mye mindre karbonrikt forhold mellom materiale på overflaten enn en utifferentiert kropp ville. Dette er fordi de fant elementet ville slå seg ned mot jernkjernen, noe som etterlot mindre av et kjemisk spor i jordens skorpe. Den samme prosessen, forskere sier, skjedde i dannelsen av jordens kjerne.

Derfor, da denne embryonale planeten kolliderte med jorden, omtrent 100 millioner år etter at vår planet ble dannet, ville den ha overført materiale til jorden som bærer den kjemiske signaturen til en planet hvis karbon hadde slått seg fast til kjernen - i motsetning til en utifferentiert kropp hvis sammensetning var relativt jevn.

Og modellene deres drar ut denne hypotesen, utlåner videre støtte til ideen om at den samme planetariske kollisjonen som dannet månen, også deponerte de aller grunnleggende materialene for livet på vår planet.

Denne forskningen bygger på tidligere arbeider av samme laboratorium på Rice, laboratoriet av Rajdeep Dasgupta, Ph.D., som også var medforfatter på det nye papiret.

Med dette nye papiret fortsetter teamet å legge til flere bevis for ideen om at elementer som er avgjørende for livet, ble levert av en stor effekt. Grewal sier ideen kan endre måten folk ser på den ødeleggende kraften av planetariske kollisjoner.

"Når folk ser på store effekter, ser de alltid på det som en ødeleggende begivenhet," sier han. "Men nå kan du faktisk tenke på det som en livsgivende begivenhet også."

Abstrakt: Jordens status som den eneste livsoppholdende planeten er et resultat av tids- og leveringsmekanismen for karbon (C), nitrogen (N), svovel (S) og hydrogen (H). På grunnlag av deres isotopiske signaturer antas at terrestriske flyktige stoffer er avledet fra karbonholdige kondonditter, mens isotopiske sammensetninger av ikke-flyktige hoved- og sporelementer tyder på at enstatittkondritlignende materialer er de primære byggeblokkene til jorden. Imidlertid er C / N-forholdet til bulk silikatjordet (BSE) superkondritisk, som regulerer ut flyktig levering av en kondomatisk senerfiner. I tillegg, hvis den leveres i hovedfasen av jordens tilvekst, da, på grunn av den større siderofile (metall-kjærlige) naturen til C i forhold til N, bør kjerneformasjonen ha etterlatt seg et subkondittisk C / N-forhold i BSE. Her presenterer vi eksperimenter med høytrykkstemperatur for å begrense skjebnen til blandede CNS-flyktige stoffer under kjerne-mantelsegregasjon i planetariske embryo-magma-havene og viser at C blir mye mindre siderofile i N-bærende og S-rike legeringer, mens siderofile karakteren av N forblir i stor grad upåvirket i nærvær av S. Ved å bruke de nye dataene og omvendte Monte Carlo-simuleringer, viser vi at virkningen av en Mars-størrelse planet, som har minimal bidrag fra karbonholdig krondritlignende materiale og sammenfallende med den månedannende hendelsen, kan være kilden til store flyktige stoffer i BSE.