Учени откриха останки от материал, по-стар от самата Земя

Учени от Масачузетския технологичен институт (MIT), в сътрудничество с международни колеги, откриха изключително редки следи от така наречената „прото-Земя“ – ранна версия на нашата планета, която е на около 4,5 милиарда години. Тази първична Земя се е образувала преди колосалния сблъсък, който я е променил завинаги и е дал началото на съвременния свят. Резултатите, публикувани в списание Nature Geosciences, предоставят нова информация относно материалите, от които са изградени младата Земя и други планети в Слънчевата система.

Преди милиарди години Слънчевата система е съществувала като въртящ се облак от газ и прах, от който постепенно са се образували първите метеорити. С течение на времето тези скалисти фрагменти са се слели, за да образуват прото-Земята и другите планети, които сега обикалят около Слънцето.

В ранните си етапи Земята е била горещ вулканичен свят, покрит с океани от лава. По-малко от 100 милиона години след образуването си, тяло с размерите на Марс се е блъснало в нея — събитие, известно като гигантски удар. Ударът е разтопил и смесил вътрешността на планетата, унищожавайки почти целия ѝ оригинален химически състав. Учените дълго време вярвали, че от прото-Земята не е останало нищо.

Следи от древна химия в дълбините

Екип от MIT оспори тази хипотеза. Изследователите откриха аномалия в калиевите изотопи в най-старите скали на Земята — химическа сигнатура, която не се среща в повечето съвременни материали на планетата. Този микроскопичен дисбаланс е регистриран в проби от дълбоки геоложки слоеве в Канада и Гренландия.

Учените са стигнали до заключението, че подобна изотопна следа не е могла да бъде причинена от късни удари на метеорити или геоложка активност. Единственото логично обяснение е, че някои от тези скали са запазили материал от оригиналната прото-Земя, който е оцелял дори след катастрофалното формиране на планетата.

„Това е може би първото пряко доказателство, че в пробите имаме материал, от който някога се е образувала прото-Земята“ — обяснява професор Никол Ни от MIT. „Виждаме фрагмент от много древна Земя, отпреди гигантския сблъсък.“

Как калият разказва историята на планетата

В своята работа екипът сравнил изотопния състав на калия в древните земни скали и метеорити. Калият съществува в три естествени изотопа — 39, 40 и 41. Два от тях преобладават на Земята, докато калий-40 съставлява само малка част. Но откритите от тях проби съдържали дори по-малко от този изотоп от обикновено — дефицит, който би могъл да бъде „химически подпис“ на прото-Земята.

За да проверят тази теория, учените симулираха еволюцията на Земята от гигантския удар до последвалите процеси на топене, смесване и охлаждане на мантията. Симулациите покват, че материалът с дефицит на калий-40 може да е остатък от оригиналната прото-Земя, частично запазен в дълбоките слоеве на планетата.

Земя, по-стара от себе си

Интересното тук е, че изотопната сигнатура в пробите не съвпада с нито един от известните метеорити. Това означава, че оригиналните материали, от които се е образувала Земята, все още не са открити в колекциите на геолозите.

„Нашето проучване показва, че настоящата колекция от метеорити не отразява пълното разнообразие от материали, от които е образувана Земята“ — казва Никол Ний. „Все още има много неща, които не разбираме за истинския произход на нашата планета.“

Това откритие не само отваря нова страница в историята на Слънчевата система, но и дава на учените инструмент за търсене на първична материя, която би могла да оцелее след космически катастрофи.