Без жидкой воды наша родная планета, скорее всего, так и оставалась бы бесплодным мертвым миром. Но вот что принесло нам это живительное богатство и когда это произошло в истории Земли, все еще остается предметом споров среди экспертов. Прошлогоднее исследование, основанное на анализе изотопов молибдена, пришло к выводу, что вода происходит из небесного тела размером примерно с Марс, получившее название Тейя, которое столкнулось с молодой Землей около 4,4 миллиарда лет назад. И в результате этой космической катастрофы образовалась Луна. Однако, гипотеза, поддерживаемая большинством исследователей, заключается в том, что вода была доставлена на Землю значительно раньше астероидами и кометами.

Новое исследование определило момент времени, когда вода, углерод и азот попали на Землю. Иллюстрация: NASA / Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Но теперь международная команда ученых обнаружила доказательства того, что большинство важных для образования океанов и жизни компонентов, таких как вода, углерод и азот, были привнесены на Землю уже в относительно поздней ее истории. И это также опровергает широко распространенную теорию о том, что эти элементы уже присутствовали чуть ли не со времен. формирования Земли. И новое исследование считает, что большая часть воды попала на нашу планету уже тогда, когда она была почти полностью сформирована.

Каменные мантийные порода сегодня и тогда

«Теперь мы смогли более точно ограничить искомый период», - говорит Марио Фишер-Гёдде из Кельнского университета, ведущий автор исследования, представленного в журнале Nature. - «Для этого мы сравнили состав самой древней мантийной породы, возраст которой составляет около 3,8 миллиарда лет, с составом астероидов, из которых она возникла, и с составом нынешней земной мантии».

Чтобы обеспечить наглядность временного процесса, исследователи определили частоту изотопов содержавшегося в архаичной мантии рутения - очень редкого металла платиновой группы. Рутений был выбран в качестве эталона потому, что редкий платиновый металл является, словно отпечаток пальца, прекрасным индикатором для поздней фазы роста Земли.

Следы редких металлов платиновой группы

«Платиновые металлы, такие как рутений, имеют чрезвычайно высокую склонность к соединению с железом. Поэтому при формировании Земли рутений должен был быть полностью собран в металлическое ядра Земли», - говорит Фишер-Гёдде. «А это значит, что если мы все еще можем найти следы редких платиновых металлов в земной мантии, это свидетельствует, что они были добавлены в мантию Земли уже после формирования ядра - то есть, в результате более поздних столкновений Земли с астероидами или меньшими планетезималями», - добавляет соавтор Карстен Мюнкер.

Ученые называют такие очень поздние строительные блоки Земли, добавленные в результате столкновений, «поздними винирами». И если на этой стадии был добавлен рутений, он распределялся и хорошо перемешивался в современной земной мантии. С другой стороны, древняя архаичная мантия до сих пор имеет почти оригинальный состав, например, в точках отбора проб исследовательской группой в Гренландии. «Скальные породы из Гренландии, возраст которых достигает 3,8 миллиардов лет, являются самыми старыми из сохранившихся мантийных пород. Они позволяют нам заглянуть в раннюю историю Земли, словно через окно», - говорит Фишер-Гёдде. Самая древняя земная мантия открыто выходит на поверхность на юго-западе Гренландии, так что породы удалось отобрать непосредственно там.

Из внутренней Солнечной системы

Два геолога сообщают, что исследованный здесь рутений, скорее всего, происходит из внутренней части Солнечной системы. Считается, что это тот же материал, из которого в основном образовались Меркурий и Венера. Сравнительные же значения рутения астероидов получены из метеоритов, найденных на Земле. «Наши новые результаты, в частности, предполагают, что вода и другие летучие элементы, такие как углерод и азот, действительно попали на Землю очень поздно в фазе «позднего винира», - заключает Фишер-Гёдде.