La col·lisió planetària que va formar la Lluna va lliurar elements bàsics de la vida

La majoria del carboni i el nitrogen dels nostres cossos probablement provenen d’un planeta de la mida de Mart que es va estavellar a la Terra fa 4,4 mil milions d’anys, segons els científics. Els investigadors han pensat durant molt de temps que aquests elements, crucials per a la vida, van arribar al nostre planeta a bord de cossos primitius com els asteroides, però un nou anàlisi suggereix que el carboni i el nitrogen probablement van viatjar a la Terra en un planeta que ja s'havia diferenciat en capes. cos astronòmic més madur, possiblement un embrió planetari amb un mantell i un nucli. Aquesta mateixa col·lisió, diuen, va formar la lluna.

En un article publicat el dimecres a Avanços científics, un equip de la Universitat Rice a Texas va esbossar una sèrie d'experiments i simulacions que donaven suport a la hipòtesi que una sola col·lisió important dipositava els fonaments químics de la vida a la Terra.

Damanveer Grewal, Ph.D. l’estudiant de Rice University i l’autor principal de l’estudi, explica: Invers que aquesta investigació canvia la història de com els elements bàsics de la vida van arribar al nostre planeta.

"La idea que ha prevalgut a la comunitat científica ha estat que aquests elements van ser lliurats per cossos indiferenciats després que tota la Terra hagi acabat", diu Grewal. "El que estem intentant dir és que aquests elements van ser lliurats realment per un impacte gegant d'un cos gran i diferenciat, més que per cossos més petits".

En comparar les composicions químiques de l'escorça de la Terra amb gots a la lluna, l'equip de Grewal va concloure que compartien un origen comú: l'esdeveniment cataclísmic que va formar la lluna. I després, mitjançant la realització de simulacions sobre com s'assenten diferents elements en diferents parts d’un planeta a mesura que es diferencia, els investigadors van reconèixer que un planeta diferenciat que va xocar amb la Terra tindria una proporció de material molt menys rica en carboni que la d'un cos indiferenciat. ho faria? Això és degut a que, van trobar, l’element s’establiria cap al nucli de ferro, deixant menys d’un rastre químic a l’escorça del planeta. El mateix procés, segons els investigadors, va succeir en la formació del nucli de la Terra.

Per tant, quan aquest planeta embrionari va xocar amb la Terra, uns 100 milions d’anys després que el nostre planeta es formés, hauria transferit material a la Terra portant la signatura química d’un planeta del qual el carboni s’havia assentat al nucli (a diferència d’un cos indiferenciat la composició de la qual era relativament uniforme.

I els seus models van donar suport a aquesta hipòtesi, donant més suport a la idea que la mateixa col·lisió planetària que va formar la lluna també va dipositar els materials molt bàsics per a la vida al nostre planeta.

Aquesta investigació es basa en treballs anteriors del mateix laboratori a Rice, el laboratori de Rajdeep Dasgupta, Ph.D., que també va ser coautor del nou document.

Amb aquest nou document, l’equip continua aportant més evidència a la idea que els elements essencials per a la vida es van produir amb un impacte gegant. Grewal diu que la idea podria canviar la manera de veure la gent la força destructiva de les col·lisions planetàries.

"Quan la gent mira els impactes gegants, sempre ho consideren com un esdeveniment destructiu", diu. "Però ara podeu pensar-hi també com un esdeveniment vitalista".

Resum: L’estat de la Terra com a únic planeta que sosté la vida és el resultat del mecanisme de sincronització i lliurament del carboni (C), del nitrogen (N), del sofre (S) i de l’hidrogen (H). Sobre la base de les seves signatures isotòpiques, es creu que els volàtils terrestres provenen de condrites carbonoses, mentre que les composicions isotòpiques de grans elements i oligoelements no volàtils suggereixen que els materials similars a la condita d'istitrita són els elements primaris de la Terra. No obstant això, la relació C / N de la Terra a granel de silicat (EEB) és supercondrita, la qual cosa exclou el lliurament volàtil per una xapa tardana condritica. A més, si es va lliurar durant la fase principal d’acreció de la Terra, llavors, a causa de la major naturalesa siderófila (amorosa del metall) de C en relació amb N, la formació del nucli hauria d’haver deixat enrere una relació C / N subcondrita en l’BSE. Aquí, es presenten experiments d'alta temperatura i pressió per limitar el destí de les volàtils mixtes del CNS durant la segregació del nucli-mantell en els oceans del magma planetari i demostren que C es torna molt menys siderófila en els aliatges amb N i rics, mentre que el caràcter siderófilo de N roman en gran mesura no afectat en presència de S. Utilitzant les noves dades i simulacions inverses de Monte Carlo, demostrem que l’impacte d’un planeta de mida de Mart, que té contribucions mínimes a partir del material de tipus condrita carbònic i que coincideix amb l’esdeveniment que forma la Lluna., pot ser la font de volàtils importants a l’BSE.