Космический пазл: открытие учёных объяснило происхождение воды на нашей планете

Сегодня трудно представить, что когда-то наша планета была совершенно непригодной для жизни. Однако новые исследования показывают: первоначальная Земля, или прото-Земля, формировалась в условиях, исключавших появление воды и органических веществ. Лишь позднее, после катастрофического столкновения с Тейей — гипотетическим небесным телом размером с Марс, — на Земле появились необходимые для жизни элементы.

Прото-Земля: сухая и безжизненная

Учёные из Института геологических наук Бернского университета установили, что химический состав Земли сформировался всего за три миллиона лет после рождения Солнечной системы. Этот процесс оказался чрезвычайно быстрым по космическим меркам. Но итог был неутешителен: из-за близости к Солнцу летучие вещества — водород, углерод, сера — не могли конденсироваться, а значит, прото-Земля осталась бедной на жизненно важные элементы.

Во внутренней части системы царили высокие температуры. В результате планеты, образовавшиеся рядом с Солнцем — Меркурий, Венера, Земля и Марс, — получили каменистую основу, но практически лишились воды и газов.

Научный прорыв: как удалось измерить возраст Земли

Команда исследователей использовала радиоактивный распад изотопа марганца-53, превращающегося в хром-53. Благодаря этому "космическому хронометру" удалось измерить возраст образцов с точностью до миллиона лет. Такой подход впервые позволил столь детально восстановить историю формирования химического состава нашей планеты.

"Эти измерения стали возможны только благодаря опыту и инфраструктуре Бернского университета", — сказал почётный профессор геохимии Клаус Мезгер.

Методика подтвердила: Земля сформировалась как сухая каменистая планета, и без вмешательства извне жизнь на ней вряд ли могла бы появиться.

Роль Тейи: космическое столкновение, изменившее всё

Ключ к загадке — столкновение прото-Земли с Тейей. Эта планета, вероятно, родилась дальше от Солнца и накопила летучие вещества, включая воду. В результате колоссального удара часть вещества Тейи стала частью Земли, а выброшенные обломки сформировали Луну. Но главное — вместе с Тейей на Землю попали вода и углеродные соединения.

"Протоземля изначально была сухой. Только столкновение с Тейей принесло летучие элементы и сделало возможным существование жизни", — отметил первый автор исследования Паскаль Крутташ.

Советы шаг за шагом: как изучают историю Земли

1. Сбор метеоритов и древних горных пород.
2. Измерение изотопов марганца и хрома в лаборатории.
3. Сравнение состава Земли с "строительными блоками" других планет.
4. Моделирование процессов слияния и столкновений.
5. Проверка гипотезы о доставке воды через небесные тела.

А что если бы столкновения не произошло?

Без Тейи Земля осталась бы сухим каменным телом с крайне тонкой атмосферой. Вероятно, она больше напоминала бы Венеру или Марс, где условий для устойчивой жизни нет. Луна тоже могла бы не появиться — а значит, мы потеряли бы важнейший стабилизатор земной оси и климатической системы.

FAQ

Как учёные определяют возраст Земли?
С помощью изотопного анализа радиоактивных элементов, например марганца-53.

Сколько времени заняло формирование химического состава Земли?
Не более трёх миллионов лет после рождения Солнечной системы.

Правда ли, что Луна образовалась после столкновения с Тейей?
Да, эта гипотеза объясняет и состав Луны, и наличие воды на Земле.

Мифы и правда

• Миф: вода на Земле была всегда.
  Правда: прото-Земля была практически сухой.
• Миф: все каменистые планеты формировались одинаково.
  Правда: их состав зависел от расстояния до Солнца.
• Миф: появление жизни на Земле было неизбежным.
  Правда: оно стало возможным благодаря уникальному событию — столкновению с Тейей.

Три интересных факта

1. Земля сформировалась примерно 4,568 миллиарда лет назад.
2. Период полураспада марганца-53 — 3,8 млн лет, что делает его отличным "часовым механизмом".
3. Без Луны на Земле могли бы быть резкие климатические колебания, мешающие развитию жизни.

Исторический контекст

• 1960-е: впервые сформулирована гипотеза о гигантском столкновении.
• 1990-е: развитие компьютерных моделей подтвердило её правдоподобие.
• 2020-е: изотопные исследования дали новые доказательства в пользу сценария с Тейей.

Уточнения

Тейя (др.-греч. Θεία "богиня") — в древнегреческой мифологии одна из титанид, старшая дочь Урана и Геи, сестра и жена титана Гипериона, первая лунная богиня, мать Гелиоса (Солнца), Эос (утренней зари) и Селены (луны).