Масивні зіткнення збагатили молоду Землю металами

Після того, як в результаті зіткнення Землі з протопланетою утворився Місяць, об’єкти діаметром понад 1000 кілометрів продовжували бомбардувати нашу планету.

У своїй ранній стадії розвитку приблизно 4,5 мільярда років тому Земля імовірно зіткнулася з протопланетою Тейя, розміри якої приблизно дорівнювали розмірам Марса. В результаті виник величезний масив уламків, з яких згодом сформувався Місяць. Але і після цього катастрофічного зіткнення Землю продовжували бомбардувати інші великі космічні об’єкти, причому чимало з них мали діаметри, що перевищують тисячу кілометрів.

Ці так звані планетезималі зіграли, ймовірно, значно більшу роль у формуванні сьогоднішньої маси Землі, ніж це було прийнято вважати раніше. До такого висновку група науковців прийшла, провівши детальне комп’ютерне моделювання, звіт про який був опублікований в науковому журналі Nature Geoscience.

«Ми виявили, що метали і сідерофільні елементи в великих покладах в земній корі розподілені нерівномірно», – каже Симон Марчі з Південно-Західного дослідницького центру в Боулдері (Колорадо). Разом зі своїми колегами він здійснив комп’ютерне моделювання, як могли відбуватися зіткнення і удари об ранню Землю небесних тіл діаметром від тисячі до чотирьох тисяч кілометрів, після чого був проведений ретельний аналіз отриманих даних.

При різних кутах зіткнення і швидкості до 24 кілометрів на секунду потужність удару явно була настільки величезною, що частина елементів з яких складалися «небесні бомби» таких як золото, платина і іридій, могли проникати аж до земного ядра, накопичуючись в ньому. Інша ж частина, яка не досягла ядра, розподілялася по земній мантії і земній корі.

До сих пір дослідники припускали, що метали які походять з планетезималей повністю залишалися в земній мантії. Відповідно з такою версією, приблизно піввідсотка теперішньої земної маси додалося за сотні мільйонів років після утворення Місяця за рахунок зіткнулися з нашою планетою космічних тіл. Нові ж результати, відповідно до яких в земній мантії залишалося значно менше принесених з космосу сідофільних елементів, наочно показують, що Земля в ті часи внаслідок зіткнень з планетезималями додала до своєї маси в два-п’ять разів більше, ніж передбачалося раніше.

Для підтвердження своєї теорії дослідники на чолі з Марчі доклали аналіз стародавніх кам’яних порід з Гренландії і Південної Африки. Частка вольфраму в них виявилася значно вище середньостатистичної, що говорить на користь можливого їх походження з ядер планетезималей. Подальші ж аналізи кам’яних порід можуть в майбутньому лягти в основу нових теорій, створених на основі комп’ютерного моделювання.