Протопланета Тейя: ключ к загадке происхождения жизни, о которой молчат астрономы

Может ли крупное космическое столкновение сыграть решающую роль в появлении жизни на нашей планете? Новые исследования показывают, что ранняя Земля была слишком негостеприимна для жизни — до тех пор, пока в неё не врезалась протопланета размером с Марс, известная как Тейя.

Пустынная Земля и роль Тейи

Ранняя Земля представляла собой бесплодную пустыню, неспособную поддерживать жизнь. Но столкновение с Тейей, по мнению учёных, принесло на Землю необходимые для жизни компоненты. Эта гипотеза обсуждается уже несколько десятилетий, особенно в контексте формирования Луны из обломков после удара.

Паскаль Крутташ из Бернского университета, ведущий автор исследования, поясняет:

"Мы пришли к выводу, что Тейя, метеорит, образовавший Луну, возникла дальше в Солнечной системе, чем Земля, и была богата летучими веществами".

Что такое летучие вещества и почему они важны?

Летучие вещества — это химические соединения, которые легко испаряются, например, водород и углерод. Они считаются фундаментальными строительными блоками жизни. Вблизи Солнца температура слишком высока для их конденсации, поэтому они оставались в газообразном состоянии около ранней Земли и других каменистых планет.

Однако дальше от Солнца такие вещества в изобилии присутствуют на газовых гигантах, кометах и астероидах. Именно поэтому Тейя, возникшая в более холодной части Солнечной системы, могла стать поставщиком этих жизненно важных элементов.

Как учёные доказали гипотезу?

Для исследования команда использовала химическую модель, изучая изотопы марганца и хрома в метеоритах и земных породах. Марганец, радиоактивный изотоп, медленно распадается в хром в течение миллионов лет, что позволяет проследить временные рамки формирования Земли — первые 15 миллионов лет её существования.

Понимание, как жизнь появилась и сохранилась на Земле, — одна из самых сложных задач науки. Крутташ отмечает:

"Земля — единственная известная нам планета, где жизнь зародилась и поддерживалась миллиарды лет. Мы пока не до конца понимаем, какие процессы сделали это возможным".

Обмен пылью и газом между формирующимися планетами прекратился примерно через 3 миллиона лет после начала формирования Солнечной системы. В результате внутренние планеты стали беднее летучими веществами, что усиливает значение удара Тейи как источника этих компонентов.

Последствия для поиска жизни во Вселенной

Исследование также ставит под вопрос, насколько распространена жизнь на экзопланетах, похожих на Землю. Профессор Клаус Мецгер, соавтор работы, подчёркивает:

"Благоприятность для жизни во Вселенной — отнюдь не само собой разумеющееся явление".

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Icarus, предполагает, что Тейя принесла на Землю значительные запасы воды, которые до сих пор сохраняются в мантии планеты. Это вызывает вопросы у геологов, так как вода в мантии менее плотная, чем окружающие материалы, и предполагалось, что она должна была подняться к поверхности.

Педру Машаду из Португальского института астрофизики и космических наук поясняет:

"Вода из Тейи не успела достичь поверхности и осталась в мантии".