Геологи виявили у стародавніх породах Канади, Ґренландії та Гаваїв імовірні залишки речовини, з якої сформувалася прото-Земля до зіткнення з іншим небесним тілом, внаслідок якого виник Місяць. Це з’ясували за розподілом ізотопів калію в давніх породах, який не відповідає складу сучасних порід. Відкриття є першим свідченням існування матеріалів, що пережили зіткнення прото-Землі в незміненому вигляді. Дослідження опублікували в журналі Nature Geosciences.
Як вчені виявили залишки прото-Землі?
Вчені давно прагнуть зрозуміти, з яких початкових матеріалів утворилася Земля і якою була її хімічна будова до гігантського зіткнення з протопланетою, що призвело до формування Місяця. На думку деяких дослідників, ця подія мала повністю «перезаписати» первісний хімічний склад нашої планети, не залишивши жодних свідчень про склад прото-Землі. І все ж ці свідчення геологи шукали в зразках найдавніших кристалічних порід із Канади та Ґренландії віком понад 3,5 мільярда років, а також лавових потоків Гаваїв, які містять матеріал, піднятий із глибоких шарів мантії.
Зразки подрібнили, розчинили в кислоті та за допомогою мас-спектрометра виміряли співвідношення трьох природних ізотопів калію — ³⁹K, ⁴⁰K і ⁴¹K. Отримані дані показали систематичний дефіцит ізотопу ⁴⁰K, який не можна пояснити ні розпадом радіоактивного калію, ні процесами плавлення, диференціації мантії чи метаморфізму. Порівняння з даними про метеорити з різних груп хондритів виявило, що жоден із відомих типів метеоритів не має такого ізотопного складу, як знайдені зразки. Це свідчить, що матеріал із дефіцитом ⁴⁰K міг походити від ще не ідентифікованої групи небесних тіл, які брали участь у формуванні первісної Землі.
За результатами моделювання еволюції складу мантії, такий ізотопний підпис Земля могла зберегти лише в тому випадку, якщо частина глибинної речовини не була повністю розплавлена і змішана з матеріалом небесного тіла, яке з нею зіткнулося. Це відкриття відкриває шлях до реконструкції хімічного складу первісного протопланетного диска, з якого виникла Сонячна система, і допомагає зрозуміти, як процеси осідання його речовини та зіткнення з іншими тілами формували сучасну структуру Землі.
- Згідно з новим моделюванням, прото-Земля віддала прото-Венері більшість матеріалу від зіткнень із небесними тілами в процесі формування обох планет.
- А от рештки протопланети Теї, зіткнення якої з Землею й породило Місяць, науковці запропонували шукати у нижчих шарах земної мантії за областями з більшою густиною.