Серебро рассказывает летучую историю происхождения Земли: вода присутствовала при её рождении

Небольшие вариации в изотопном составе серебра в метеоритах и земных породах помогают учёным восстановить хронологию формирования нашей планеты, начавшегося 4,568 млрд лет назад. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, указывает на то, что вода и другие ключевые летучие элементы могли присутствовать по крайней мере в некоторых из первоначальных строительных блоков Земли, а не быть приобретёнными позже от комет, как предполагали некоторые учёные.

По сравнению с Солнечной системой в целом, Земля обеднена летучими элементами, такими как водород, углерод и азот, которые, вероятно, никогда не конденсировались на планетах, сформировавшихся во внутренней, более горячей её части. Земля также обеднена умеренно летучими элементами, такими как серебро.

Серебро имеет два стабильных изотопа, один из которых, серебро-107, был произведён в ранней Солнечной системе в результате быстрого радиоактивного распада палладия-107. Исследователи из Института Карнеги использовали изотопные соотношения в примитивных метеоритах и породах мантии Земли, чтобы определить историю летучих веществ Земли относительно формирования её железного ядра.

«Мы обнаружили, что соотношения изотопов серебра в мантийных породах Земли точно соответствовали таковым в примитивных метеоритах, — говорит соавтор Ричард Карлсон. — Но эти метеориты имеют составы, очень богатые летучими веществами, в отличие от Земли, которая ими обеднена».

Группа пришла к выводу, что эти противоречивые наблюдения можно согласовать, если Земля сначала аккрецировала обеднённый летучими веществами материал, пока не достигла около 85% своей окончательной массы, а затем добавила богатый летучими веществами материал на поздних стадиях своего формирования, около 26 млн лет после происхождения Солнечной системы. Это добавление могло произойти в результате одного события, возможно, гигантского столкновения прото-Земли с объектом размером с Марс.

Результаты исследования поддерживают 30-летнюю модель планетарного роста под названием «гетерогенная аккреция». Карлсон добавляет, что потребовалось бы лишь небольшое количество богатого летучими веществами материала, подобного примитивным метеоритам, добавленного на поздних стадиях аккреции Земли, чтобы объяснить все летучие вещества, включая воду, на Земле сегодня.