Появление на Земле углерода объяснили поглощением прото-Меркурия

Земля образовалась около 4,5 миллиарда лет назад. Согласно современным представлениям, первая атмосфера планеты сформировалась за счет вулканической дегазации и не содержала кислорода. Вторая — благодаря дегазации летучих веществ (углерод, водород, сера, азот) из недр или бомбардировке астероидами и кометами, третья — бактериям. Но вопрос возникновения второй атмосферы и пригодных для жизни условий остается открытым.

В частности, неясен механизм происхождения углерода. Теоретически, из-за высокой температуры на поверхности он должен был испариться в первые дни или оказаться запертым в ядре планеты. Теория о том, что летучие вещества появились в биосфере из-за столкновения с кометами и астероидами после формирования ядра, также является спорной. Так, ученым неизвестны метеориты, концентрация летучих веществ в которых идентична составу мантии Земли.

В новой работе авторы моделировали условия высоких давления и температуры, которые характерны для мантии планет земной группы. Целью ученых было проанализировать, как те или иные вещества способствуют высвобождению углерода из железно-никелевого ядра Земли в мантию. Результаты показали, что такое возможно, если сплав ядра богат кремнием или серой. Предполагается, что серой богато ядро Марса, тогда как кремнием — Меркурия.

«По одному из сценариев, который объясняет нынешнее соотношение углерода-серы в мантии и обилие углерода в биосфере, эмбриональная планета, подобная Меркурию, столкнулась с Землей и была ей поглощена. В связи с крупным размером ядро этой планеты, богатое углеродом, могло направиться к ядру Земли и смешаться с ним», — сообщил соватор исследования Раждип Дасгупта. Он добавил, что это могло произойти около 4,4 миллиарда лет назад.