Ученые, возможно, наконец-то нашли ответ на давний вопрос о происхождении жизни на Земле.В течение десятилетий все теории сходились во мнении, что Земля получила воду из астероидов или, возможно, в результате столкновения, которое привело к образованию Луны. Но, изучая лунные породы, ученые обнаружили нечто иное.

Согласно исследованию, опубликованному в понедельник в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, "вода на Земле либо была здесь изначально, либо была занесено каким-то космическим объектом, возможно полностью состоящим из молекул H₂O".

Это большой шаг вперед в изучении истории эволюции нашей планеты и, в свою очередь, предпосылок для возникновения жизни, такой, какой мы ее знаем. Вместе с тем, это событие существенно изменяет наши предположения о возрасте Луны.

Исследование древнего, гигантского столкновения

Научный факт заключается в том, что система Земля-Луна образовалась в результате столкновения двух огромных тел на заре существования Солнечной системы. Именно поэтому история Луны связана с историей Земли. Но, в отличие от Земли, на Луне не наблюдаются тектонические процессы и атмосферные осадки, и поэтому могли сохраниться свидетельства древних событий, происходивших в Солнечной системе миллиарды лет назад. Несмотря на то, что около семидесяти процентов поверхности Земли находится под водой, наш мир довольно сухой по сравнению с другими объектами Солнечной системы. Луна же является еще более сухим космическим телом.

Именно по этой причине  долгое время считалось, что отсутствие воды в системе Земля-Луна является результатом удара, в результате которого произошел выброс в космос "летучих" элементов, включая воду. Однако исследовав изотропный состав лунного грунта, команда астрофизиков из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора обнаружила, что тела, участвовавшие в древнем столкновении, не содержали большого количества летучих элементов в момент удара.

Они определили недостаток подобных элементов, используя для расчета относительное количество Rubidium-87 (87Rb Рубидия - 87), летучего и радиоактивного изотопа, который рассчитывается через "дочерний изотоп"  Strontium-87 (87Sr Стронций - 87).

Это открытие позволило исследователям выяснить уровень содержания рубидия в системе Земля-Луна, в момент ее возникновения. В результате команда пришла к выводу, что уровни стронция (индикатора наличия воды) были настолько низкими, что тела, участвовавшие в формировании Луны, уже изначально были сухими.

Земля, вероятно, "родилась" с водой, а Луна появилась гораздо позже

"Земля либо родилась с водой, которая у нас есть сейчас, либо столкнулась с каким-то объектом, практически полностью состоящим из воды", - объясняет Грег Бреннека, космохимик и соавтор нового исследования. - "Данная  теория исключает метеориты или астероиды как вероятные источники воды на Земле и подтверждают версию, о том, что наша планета уже “родилась с ней”.

И это не просто меняет источник обильного количества воды на Земле, которую мы видим сегодня. Новые исследования показали, что два больших тела, которые столкнулись и образовали Луну, должны были прилететь из внутренней части Солнечной системы. Это также означает, что данное столкновение не могло произойти ранее 4,45 миллиарда лет назад, что существенно уменьшает возраст Луны.

Смена парадигм - наше научное понимание происхождения жизни, Земли и Луны продолжает развиваться  и служит нам напоминанием о том, что, как бы мы ни считали нашу науку продвинутой, нам предстоит пройти еще долгий-долгий путь, прежде чем мы поймем, как мы вообще сюда попали. Это конечно просто поражает воображение.

Аннотация исследования:

Хотя эта работа ставит под сомнение каноническое предположение о том, что обеднение Луны летучими элементами произошло во время Гигантского столкновения, она дает существенные преимущества в вопросе происхождения летучих веществ в системе Земля-Луна. Согласно наиболее вероятному сценарию, основанному на систематике Rb-Sr, Гигантский удар произошел сравнительно поздно (4,45 млрд лет назад), и Луна сформировалась в основном (∼90%) из сильно обедненной летучими элементами Тейи. Это согласуется с градиентом содержания летучих элементов, наблюдаемым в материалах Солнечной системы, и объясняет разницу в в соотношении летучих элементов на Луне и Земле. Более того, эта модель согласуется с расчетами, которые предполагают, что Луна преимущественно образовалась из Тейи, (∼4,43  млрд лет). 

Источники:
 https://www.pnas.org/content/119/8/e2115726119
https://doi.org/10.1073/pnas.2115726119