• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18.12.2021
Василий Парфенов
19 545

Криптон в земном ядре стал «уликой» падения на нашу планету тел из внешней Солнечной системы миллиарды лет назад

3.7

Ученые, которые изучают историю формирования Земли, непрерывно ищут любые свидетельства происходивших в прошлом событий. Ими могут послужить, например, самые незначительные отличия изотопного состава пород и газовых оболочек разных планет, а также иных небесных тел. В новом исследовании такой «уликой» стал благородный газ криптон — наиболее достоверным объяснением наблюдаемого соотношения его изотопов в земных недрах может быть только бомбардировка нашей планеты крупными телами, прилетевшими из внешних регионов Солнечной системы порядка 4,5 миллиарда лет назад.

Криптон в земном ядре стал «уликой» падения на нашу планету тел из внешней Солнечной системы
Свечение сверхчистого криптона в газоразрядной трубке / ©Hi-Res Images of Chemical Elements / Автор: Euclio Drusus

Научная работа с новыми данными по изотопному составу криптона, содержащегося в магме Земли опубликована в журнале Nature. Ее подготовили сотрудники Калифорнийского университета в Дейвисе при участии коллег из Океанографического института Вудс-Хоул и Университета штата Орегон. Коллектив авторов статьи возглавляла Сандин Перон (Sandrine Péron), сейчас работающая в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH Zurich), а это исследование стало кульминацией ее постдокторантуры в США под руководством профессора Суджоя Мукхопадхьяя (Sujoy Mukhopadhyay).

Именно труды наставника Перон позволили провести необходимые для совершения открытия измерения. В лаборатории Мукхопадхьяя ранее был разработан метод определения изотопного состава сверхмалых концентраций благородных газов, находящихся в составе минералов. С помощью барокамеры из образцов лавы ученые извлекли смесь древних газов, выделили из них только благородные, а затем отделили криптон от аргона и ксенона. Полученный практически чистый криптон уже можно было подвергать спектральному анализу, чтобы выявить искомое соотношение изотопов Kr-78 и Kr-80.

Собранные командой Перон образцы — очень древние, им более 4,4 миллиарда лет. Газы, присутствовавшие на Земле в тот период ее формирования оказались буквально заперты в расплавленных породах. Со временем такие «капсулы времени» опустились очень глубоко в недра. Единственные места, где их можно их заполучить — вулканические горячие точки на Галапагосах и в Исландии. Именно там на поверхность планеты изливается лава, которую несет мощным потоком в мантии практически от внешних границ земного ядра. Когда расплав затвердевает, часть газов не успевает улетучиться и оказывается заперта в микроскопических пузырьках среди стекловидной матрицы вулканической породы.

Каждый такой пузырек содержит очень незначительные количества криптона: считанные сотни миллионов атомов. Именно поэтому для определения изотопного состава этого газа в древних породах понадобилась непростая методика по «очистке и обогащению» образца. На всех этапах процесса едва ли не главной сложностью для исследователей было избегание загрязнения образцов воздухом. От момента забора проб и до отправки очищенного древнего криптона в спектрометр. Только таким образом ученые могли уверенно сравнивать изотопный состав нынешней атмосферы и древних газовых смесей. Непростое требование удалось выполнить, и это позволило исследователям сделать интересные выводы.

Результаты анализов показывают, что в древних породах и сегодняшнем атмосферном воздухе соотношение изотопов Kr-78 и Kr-80 разительно отличается. Причем образцы газов из лавы почти идентичны тем, что обнаружены в богатых углеродом метеоритах с внешних границ Солнечной системы. Это означает, что Земля уже на ранних этапах своего формирования получала изрядное количество летучих химических элементов и соединений путем бомбардировки подобными небесными телами.

Такой вывод сильно противоречит ныне доминирующей гипотезе происхождения летучих элементов на нашей планете. В научных кругах наиболее обоснованной считается версия, согласно которой большую их часть Земля получила после образования Луны в результате колоссального импактного события (столкновения с Тейей). Отметим, что данная теория хоть и неплохо обоснована, но существуют и альтернативные, которые нередко существенно лучше объясняют некоторые эмпирические данные.

Более того, результаты работы Перон с коллегами наводят на еще более интересные умозаключения. Источников летучих элементов и соединений на Земле совершенно точно было несколько, не менее трех-четырех. Хорошо доказано, что неон наша планета получила от Солнца. Естественно, метеориты самых разных классов за последние 4,4 миллиарда лет принесли их тоже немало. Вероятное столкновение, образовавшее Луну четыре с половиной миллиарда лет назад должно было унести много легких компонентов земной химии. Значит после него что-то вернуло жизненно необходимую нам материю назад. А вот почему Kr-86 в мантии несколько меньше по сравнению с другими изотопами, чем в метеоритах с границ Солнечной системы — пока неясно. Возможно, был (или есть) какой-то еще источник легких «сортов» этого благородного газа, который мы пока не нашли.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 18:00
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

13 июля
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

Позавчера, 16:00
Полина Меньшова

Хотя на предпочтения в литературе влияют образование, круг общения и множество других факторов, частично они могут передаваться по наследству. Ученые из Дании провели исследование и выяснили, какая доля различий в литературных вкусах может зависеть от генетических особенностей.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

13 июля
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

Вчера, 18:00
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно