Нехватка летучих элементов в составе Земли указала на катастрофы при рождении планеты

Как и прочие тела Солнечной системы, Земля сформировалась из газопылевого облака, оставшегося после образования Солнца. Однако наша планета оказалась удивительно бедна рядом «средних» металлов, таких как свинец, индий или цинк – астероиды, сохранившиеся почти неизменными со времени рождения Солнечной системы, содержат их куда больше. Решение этой проблемы дает новая работа оксфордского минералога Бернарда Вуда (Bernard Wood) и его коллег, статью которых публикует журнал Nature.

Чтобы установить судьбу этих элементов, ученые провели лабораторный эксперимент, имитировав состав и условия ранней раскаленной Земли, – включая почти полное отсутствие свободного кислорода и температуру выше 2300 °С. После пребывания в такой печи образцы затвердели, а проведенный анализ их состава показал действительную потерю цинка, свинца и других элементов, которых «не хватает» на планете.

«Наши эксперименты указывают, что характер испарения летучих элементов с Земли определялся реакциями между веществом расплавленной породы и бедной кислородом атмосферой, – добавляет профессор Вуд. – Такие реакции могли происходить, если с ней сталкивались планетезимали, или когда произошло гигантское столкновение, создавшее Луну и, видимо, вызвавшее повсеместное расплавление нашей планеты».

Интересно, что в Nature опубликована и сходная работа геохимиков из Бристольского университета во главе с Ремко Хином (Remco Hin). Ученые также сопоставили состав образцов пород с Земли и Марса с составом астероидов-хондритов, отметив разницу в содержании различных изотопов магния. Нехватку более легкого изотопа в составе планет они также связали с испарением вещества на ранних этапах формирования. Компьютерное моделирование показало, что если разница в изотопном составе действительно связана с этим процессом, то за время образования Земля могла потерять до 40 процентов своей массы.