Большинство научных моделей утверждают, что Земля формировалась постепенно путем добавления множества масс размером от Луны до Марса, которые имели широкий набор изотопных характеристик. Новое исследование, опубликованное 26 января в журнале Nature, утверждает, что Земля, а также Луна и некоторые метеориты были сформированы из материалов, которые были более похожи, обладая почти неразличимыми изотопными характеристиками.
«Земля образовалась из изотопно-однородного резервуара», - сказал Николас Дофас, профессор геофизических наук Луи Блока, автор исследования. «Что касается цветов, можно сказать, что это был не «зеленый, синий, красный», а скорее «зеленый, зеленый, зеленый».'"
Проанализировав данные об определенных элементах, Дофас смог расшифровать изотопную природу материала, из которого образовалась Земля. Аномалии в элементах предоставили «отпечатки пальцев» для воссоздания процесса формирования, помогая установить «генетические связи» между планетарными телами и их строительными блоками.
Метеорит Изотопные характеристики Земли, Луны и метеоритов (изображенные здесь) помогают определить их происхождение. Предоставлено проф. Николас Дофасскачать Настроить Дофас использовал сходство изотопов, которое он обнаружил в некоторых элементах, для описания стадий формирования Земли. Вскоре после того, как Земля образовалась 4,5 миллиарда лет назад, и по мере того, как ее ядро росло, ядро привлекало элементы, которые имели сильное сходство с металлом. Однако, поскольку формирование ядра было почти завершено, такие элементы, поскольку они продолжали поступать из космоса, оставались в мантии.
Это помогает объяснить возраст частей Земли и роль, которую они сыграли в формировании нашей планеты, сказал Дофас.«Например, я могу сказать вам, что монета в вашем кармане с изображением Джефферсона не содержит никель из первых 60 процентов земной аккреции, потому что ядро убрало этот ранний никель».
Кроме того, исследования Дофаса показывают, что редкий тип внеземного материала, известный как энстатитовые метеориты (названный в честь минерала, который они содержат в изобилии), сформировал половину первых 60 процентов Земли. После этого 100 процентов остальной части Земли было сформировано ударниками энстатитового типа.
«До этой работы вопрос о природе аккрецирующего материала Земли во времени был в основном риторическим», - сказал Дофас. «Изучая высокоточные измерения, мы показали, что Земля, Луна и метеориты с высокой концентрацией минерала энстатита имеют практически неразличимый изотопный состав».
Формирование Луны
Находки проливают свет на формирование Луны, которое было трудно объяснить с помощью простейших моделей формирования Земли. Такие модели показывают, что Земля и Луна были сформированы из разных материалов с разным изотопным составом.
«Луна изотопно похожа на Землю», - сказал Дофас. «Поэтому гигантский ударный элемент, который столкнулся с Землей вскоре после ее создания, тем самым сформировав Луну, скорее всего, имел такой же изотопный состав, что и Земля».
Эта работа также показывает, что материал, который использовался для создания Земли, был заказан, сказал Дэвид Стивенсон, профессор планетарных наук Марвина Л. Голдбергера в Калифорнийском технологическом институте, который не участвовал в исследовании. «Порядок был таким, что снаряд марсианской массы, поразивший Землю и, скорее всего, приведший к образованию Луны, был очень похож на Землю в то время. Это облегчает понимание того, почему Земля и Луна так поразительно похожи - сходство это было главной загадкой более десяти лет».
Метод Дауфаса предлагает «элегантный подход» к поиску материалов, из которых состоит Земля, заключил Стивенсон.