Азот отменил импорт воды для образования земных океанов

Вопрос о том, какие условия царили на Земле сразу после ее образования, крайне важен для понимания условий, в которых возникает жизнь. Поэтому ученые остро его обсуждают, но пока дискуссия далека от завершения. Одни считают, что планета какое-то время была покрыта сплошным океаном лавы, другие исключают такой сценарий. Часть исследователей полагают, что легкие элементы (водород, углерод, азот и сера) должны были в основном «выкипеть» в космос из лавы, другие — что они всегда оставались на нашей планете в достаточном количестве.

Те, кто полагают, что легкие элементы «выкипели» еще в бурной молодости Земли, давно предложили гипотезу так называемого Позднего покрытия (Late Veneer). Согласно ей нынешние легкие элементы вроде азота в атмосфере или воды в океанах — позднее явление, их на древнюю планету принесли кометы и астероиды (уже после «выкипания»). Однако проверить или опровергнуть такую гипотезу непросто: за 4,5 миллиарда лет почти все породы исходной поверхности планеты давно утонули в ее мантии.

Международная группа ученых опубликовала в журнале Nature Communications работу, в которой рассчитала соотношение изотопов азота для разных сценариев получения Землей легких элементов. Сперва исследователи взяли такое соотношение для целого ряда земных образцов, происходящих как из коры, так и из мантии. Затем попробовали вычислить, насколько сильно азот должен был быть связан материалами молодой планеты в период ее формирования.

Получилось, что как сценарий поздней доставки легких элементов на нашу планету, так и вариант «все легкие элементы всегда были на Земле» несовместимы с теми изотопными соотношениями, что наблюдаются здесь. К сожалению, количество образцов не столь велико, как хотелось бы (в особенности для глубоких слоев), поэтому результаты имеют довольно широкий диапазон значений: от 30 до 100% земного азота могло быть доставлено на Землю хондритными метеоритами уже после ее формирования.

Общая масса таких тел в любом случае была невелика — 0,04-0,2% от массы земной мантии. Более того, остальные легкие элементы на поверхности планеты вообще не могли произойти от падающих на нее небесных тел. Например, даже если 100% всего азота у нас «импортировано», то более 95% водорода все равно не могло быть принесено в земную мантию извне. Масса метеоритов, полученная в новых расчетах, просто слишком мала для этого. Выходит, не более 5-10% воды земных океанов могут содержать «внеземной» водород.

Сходная ситуация — с углеродом в земной мантии: лишь от 7 до 45% его количества может быть «импортным». Сера «внеземная» не более чем на 30%, то же самое относится к селену и теллуру.

Из этого следует, что поздняя бомбардировка нашей планеты другими телами хоть и существенно помогла азотному изобилию на ней, но определенно не отвечает ни за формирование океанов, ни за снабжение рядом других важных для жизни элементов.

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram