Земля могла получить углерод при планетарном столкновении

Фото: Jo Christian Oterhals / Flickr

Геологи из американского Университета Райса предположили, что серу и углерод наша планета получила в результате столкновения с протопланетой наподобие Меркурия.

Эксперименты по воссозданию условий, в которых формировалась Земля, показывают, что большая часть летучих углеродсодержащих соединений должна была испариться с поверхности планеты и рассеяться в космосе еще на ранних стадиях. А оставшуюся часть углерода «притянуло» бы к себе металлическое ядро Земли, поскольку соединения железа в его составе имеют большое сродство к углероду. Тем не менее достаточное количество углерода задержалось в земной мантии и впоследствии послужило материалом для создания органических соединений и возникновения жизни на Земле. В новом исследовании ученые предположили, откуда мог взяться этот углерод.

Геологи и петрологи — ученые, исследующие горные породы, — из Университета Райса и Вудс-Холского океанографического института проанализировали распределение углерода и серы между металлическим ядром и силикатной мантией на модели каменистой планеты, похожей на Землю. Для этого ученые создавали условия высокого давления (до нескольких гигапаскалей), имитирующие состояние земной мантии на глубине около 400 км. В экспериментах ученые пытались выяснить, как различное давление, температура и концентрации кремния и серы могут повлиять на сродство железа к углероду.

Результаты анализа показали, что, если в металлическом ядре планеты содержится много серы или кремния, углерод не стремится к ядру и может задержаться в мантии. Высокое содержание углерода в мантии и серы в ядре можно объяснить тем, что Земля когда-то столкнулась с небольшой планетой наподобие Меркурия, в результате чего ядро этой планеты, богатое серой, слилось с земным, а ее мантия — с мантией нашей планеты.

Исследование американских ученых опубликовано в журнале Nature Geoscience.

В дальнейшем исследовательская группа планирует изучить происхождение других летучих веществ, например водорода и азота. Недавно другая группа американских ученых показала, что вода на Земле, скорее всего, появилась при ее формировании, а не была занесена из космоса астероидами.

Теги:

Читать еще на Чердаке: