Tidlig jord bestødt af mere vrøvl end forskere troede

Tidligt i Jordens historie, et voldsomt sammenstød med en anden planetarisk krop skabte et stort rod, men bare hvor meget af et rod er blevet debatteret. Det vi ved, imidlertid, er, at denne katastrofale kollision skabte månen og masser af affald, der dannede en planetomfattende disk.

Nu, i en undersøgelse fra december 2017 offentliggjort i tidsskriftet Nature Geoscience, forskere har simuleret denne gamle smashup for at finde ud af, hvor meget af diskresterne, der regnede ned på Jordens overflade som planetesimaler, eller lille, planetbyggeriske himmellegemer. Denne periode med diskrester, der ødelægger planeten, er kendt som "sen ophobning". Hvad de fandt tilføjer til vores forståelse af, hvor tidligt Jorden dannede sig og kan have konsekvenser for, hvordan livet opstod fra vores smeltede og voldsramte unge planet.

Så jorden med sjældne elementer

Ved sen tiltrædelse, differentierede stykker rester i planetstørrelse med metalkerner, der bombarderede Jordens overflade. Disse objekter størknede fra vragresterne fra den månedannende kollision og indeholdt således en blanding af materialer, herunder sjældne elementer som guld, platin og iridium. Disse såkaldte "siderofile elementer" (tunge elementer, der let blandes med jern) blev integreret i vores planets kappe. Den kendsgerning, at vi finder disse elementer nær Jordens overflade, er et vigtigt bevis på, at sen ophobning fandt sted. Forskere havde troet, at Jorden fik cirka 0,5 procent af sin samlede masse i løbet af denne tid.

"Efter dannelsen af ​​månen, jorden var fuldstændig smeltet i et stykke tid, og det er meget sandsynligt, at disse elementer blev adskilt i Jordens kerne, "siger Simone Marchi, fra Southwest Research Institute (SwRI), der ledede undersøgelsen. "Så, under denne antagelse, der burde ikke være noget guld, platin og andre elementer efterladt i kappen eller jordskorpen, men selve det faktum, at vi ser en betydelig mængde af disse elementer, det ville betyde, at de blev leveret til Jorden via planetesimaler. "

Efter at have udført computersimuleringer på siderofile elementer, der trænger igennem en ung jordens indre, Marchis team fandt ud af, at selv de materialer, der blev leveret af planetesimals, ville være blevet assimileret i vores planets kerne over tid, fjerne dem fra Jordens øvre lag. Simuleringerne forudsiger også, at betydelige mængder af disse planetesimaler ville være sprængt ud i rummet efter den månedannende kollision, og dermed forhindre dem i at falde tilbage til Jordens overflade overhovedet.

Flere Planetesimals, Mere guld

Så hvordan kan vi forklare overfloderne af disse sjældne grundstoffer, der klart er til stede i dag på Jordens overflade? At finde ud af, forskerne kiggede nærmere på leveringsprocessen ved disse store sammenstød og sporede skæbnen for slagmaterialerne for at se, hvordan de blev blandet ind i kappen.

"Vi indså derefter, at for at kunne forklare mængden af ​​disse elementer, vi ser i kappen, vi havde brug for at øge den samlede masse, der blev tilført af Jorden mellem en faktor på to og fem, "Marchi forklarer.

Med andre ord, tidligere estimater af mængden af ​​materiale leveret til Jorden ved sen ophobning er for lave. For at forklare mængden af ​​sjældne elementer på eller i nærheden af ​​overfladen, mellem 1 og 2,5 procent af Jordens masse skal have været leveret af planetesimaler efter den månedannende kollision.

"I kølvandet på dannelsen af ​​månen, der blev forårsaget af et massivt sammenstød, der synes at have været en lang tid med bombardement af den tidlige jord, "siger Marchi. Selvom dette generelt blev forstået at være tilfældet før denne forskning, " hvad vi siger nu er, at du skal have et meget højere [bombardement] for at forklare mængden af ​​disse elementer. "

Spørgsmålet om livet

Marchi giver en anden måde at tænke på denne langt højere bombardement i den sene tiltrædelsesperiode.

"Hvis du skulle sprede den masse som et lag over Jordens overflade, du ville få et lag af størrelsesordenen tiere kilometer, "Marchi siger." I den forbindelse, du får også en visuel idé om, at levering af denne masse potentielt er meget vigtig for overfladen. "

Disse kollisioner ville have haft en enorm indvirkning på Jordens overflade, den oprindelige atmosfæres kemi og kan endda have haft en væsentlig rolle at spille i den tidlige biologi. Trods alt, den ældste rekord for livets oprindelse er omkring 4 milliarder år siden, og det var på det tidspunkt, hvor disse kollisioner fandt sted.

"Dette er vigtigt, da det ville betyde, at disse kollisioner var virkelig vigtige i den tidlige udvikling af Jorden, "slutter han." De var en primær motor, så at sige, det ville påvirke, hvordan Jordens overflade fungerer. Dette har enorme konsekvenser for det tidlige liv på Jorden. "

Theia er navnet på det andet planetariske legeme, der styrtede ned i Jorden, hvilket resulterer i den endelige dannelse af månen, ifølge den gigantiske konsekvenshypotese. I græsk mytologi, Titan -gudinden Theia var forbundet med skinnende metaller, blandt andet, hvilken slags passer til det, vi lige har talt om.