Fragmenty pekelné, lávou pokryté „protoplanety“, která existovala před Zemí před 4,5 miliardami let, přežily beze změny ve starých horninách, odhaluje nový průkopnický výzkum.
Podle studie zveřejněné 14. října v časopise tyto fragmenty obsahují výmluvné znaky draslíku, které nebyly vidět v žádných jiných horninách nebo meteoritech, které vědci dosud zkoumali. Příroda Geoscience. Teoreticky by tyto signatury měly zmizet při obří kolizi, která vytvořila měsícale nyní se zdá, že hrstka přežila tuto kataklyzmatickou událost a následně odolala zkoušce času.
Proto-Země byla prskající koule bublající roztavené skály vzniklý z kosmického prachu a meteority na počátku sluneční soustava. Ale po 100 milionech let byla naší ranou planetou otřesena katastrofální srážka s planetou velikosti Marsu zvanou Theia. Srážka byla tak silná, že úplně rozdrtila nitro protoZemi a odpálila kus předchůdce Země, který se stal Měsícem.
Theia také dopravila obrovské množství nového materiálu na protoZemi, nevratně změnila chemii prekurzoru Země a přeměnila ji na planetu, která se více podobá té dnešní. V průběhu věků, se objevila desková tektonikaa materiál byl opakovaně recyklován do nitra Země. V důsledku toho si vědci nemysleli, že by bylo možné najít neporušené fragmenty proto-Země v moderních horninách.
Výzkumníci již dříve našli horniny s neobvyklými chemickými podpisy spojenými s prvkem ruthenium, které možná předcházely dopadu na vznik měsíce, ale tyto podpisy mohly stejně tak vzniknout po srážce, takže neposkytují spolehlivé důkazy. Philip Cartervýpočetní planetární vědec a astrofyzik z University of Bristol ve Velké Británii, řekl Live Science.
Na druhé straně nově objevené draslíkové signatury jsou dosud nejdefinitivnějším důkazem toho, že kousky proto-Země stále existují, dodal Carter, který se na studii nepodílel. „Nejrozumnějším vysvětlením je, že jde o materiál, který přežil z doby před dopadem,“ řekl.
Vodítka v poměrech draslíku
Nově nalezené signatury jsou jemné nerovnováhy v poměru různých verzí nebo izotopů prvku draslíku ve srovnání s jinými materiály na Zemi. Draslík má tři přirozeně se vyskytující izotopy – draslík-39, draslík-40 a draslík-41 – které mají stejný počet protonů, ale různý počet neutronů, což jim dává různé atomové hmotnosti.
Draslík-39 a draslík-41 dominují v horninách Země, přičemž draslík-40 existuje pouze ve stopovém množství. V předchozí práceautoři nové studie našli abnormální množství draslíku-40 v meteoritech, které zaznamenávají měnící se podmínky v meteoritech sluneční soustava po dlouhá časová období. To naznačuje, že izotopové anomálie draslíku mohou označit materiál, který předcházel vytvoření moderní Země.
Pro novou studii Nie a její kolegové odebrali vzorky starověkých hornin z několika míst, které dříve poskytovaly podivné ruthenium, včetně výchozů v Grónsku, Kanadě a na Havaji. Aby vědci odhalili jakékoli potenciální izotopové anomálie draslíku, naprášili horniny a rozpustili je v kyselině. Poté izolovali draslík ve vzorcích a měřili poměr různých izotopů draslíku pomocí hmotnostního spektrometru.
Vědci zjistili, že horniny měly nedostatek draslíku-40 ve srovnání s množstvím v jiných materiálech na Zemi. Aby zjistil, zda by tato izotopová anomálie draslíku mohla pocházet z proto-Země, tým provedl počítačové simulace. Pomocí dat ze všech známých meteoritů, které přistály na Zemi, modelovali účinky těchto dopadů a dopad formování Měsíce na složení Země prostřednictvím dodání nového materiálu po eony.
Simulace odhalily, že zejména srážka s Theiou vyvrhla na Zemi spoustu draslíku-40, což vysvětluje vyšší množství draslíku-40, které dnes vidíme v horninách. „Musíte přidat značné množství materiálu, abyste… změnili celkový podpis a celkové izotopové složení draslíku ve většině hornin,“ řekl Carter. „Většina této změny pochází ze samotného dopadu při formování Měsíce – to je argument, který používají v novinách.“
Draslík objevený ve starověkých horninách se liší od toho, který Nie a její kolegové dříve našli v meteoritech, takže je nepravděpodobné, že by meteority mohly vytvořit současný draslíkový profil Země po dopadu na vznik Měsíce. „Skutečně to říká, že proto-Země vznikla z materiálu, který je izotopově odlišný od všech meteoritů, které máme,“ řekl Carter.
Dopad při formování Měsíce je jedinou známou událostí, která mohla významně zvýšit množství draslíku-40 v horninách na Zemi, řekl Carter. To znamená, že horniny s nedostatkem draslíku-40 z Grónska, Kanady a Havaje jsou starší než měsíční dopad a pocházejí z proto-Země, řekl.
Martin Schillerdocent geochemie na Kodaňské univerzitě v Dánsku, který se studie nezúčastnil, souhlasil s tím, že výsledky jsou přesvědčivé. „Opravdu překvapivé/nové pozorování je, že signaturu izotopu draslíku (ve starověkých horninách) nelze vysvětlit směsí primitivních meteoritů,“ řekl Live Science v e-mailu.
Výsledky naznačují, že zbytky proto-Země přežily geologické procesy, jako je neustálé míchání pláště, vrstvy Země, která sedí pod kůrou.
„Je to signatura, která byla po určitou významnou dobu zachována odděleně od zbytku zemských hornin,“ řekl Carter. A pravděpodobně se na základně pláště skrývá více tohoto protozemského materiálu, řekl. „Dostáváme jen ty malé kousky, které se objeví.“
