La collisione planetaria che ha formato la luna ha fornito elementi di base della vita

La maggior parte del carbonio e dell'azoto nel nostro corpo proviene probabilmente da un pianeta delle dimensioni di Marte che si schianta sulla Terra 4.4 miliardi di anni fa, dicono gli scienziati. I ricercatori hanno a lungo pensato che questi elementi, cruciali per la vita, arrivassero sul nostro pianeta a bordo di corpi primitivi come gli asteroidi, ma una nuova analisi suggerisce che il carbonio e l'azoto probabilmente arrivavano sulla Terra in un pianeta che si era già differenziato in strati - un segno di corpo astronomico più maturo, possibilmente un embrione planetario con un mantello e un nucleo. Questa stessa collisione, dicono, ha formato la luna.

In un articolo pubblicato mercoledì a Progressi scientifici, un team della Rice University in Texas ha delineato una serie di esperimenti e simulazioni che supportano l'ipotesi che una singola collisione importante depositasse il fondamento chimico della vita sulla Terra.

Damanveer Grewal, un dottorato di ricerca studente alla Rice University e autore principale dello studio, racconta Inverso che questa ricerca cambia la storia di come gli elementi elementari della vita sono venuti sul nostro pianeta.

"L'idea che è stata diffusa nella comunità scientifica è che questi elementi sono stati consegnati da corpi indifferenziati dopo che tutta la Terra si è quasi accresciuta", dice Grewal. "Quello che stiamo cercando di dire è che questi elementi sono stati effettivamente consegnati da un gigantesco impatto di un corpo ampio e differenziato, piuttosto che da corpi più piccoli".

Confrontando le composizioni chimiche della crosta terrestre con gli occhiali sulla luna, la squadra di Grewal ha concluso che condividevano un'origine comune: l'evento catastrofico che ha formato la luna. E poi, eseguendo simulazioni su come diversi elementi si depositano in diverse parti di un pianeta mentre si differenzia, i ricercatori hanno riconosciuto che un pianeta differenziato che collidesse con la Terra avrebbe un rapporto di materia molto meno ricco di carbonio sulla sua superficie rispetto a un corpo indifferenziato voluto. Questo perché, hanno scoperto, l'elemento si sarebbe insediato verso il nucleo di ferro, lasciando meno tracce chimiche nella crosta del pianeta. Lo stesso processo, dicono i ricercatori, è avvenuto nella formazione del nucleo della Terra.

Pertanto, quando questo pianeta embrionale entrò in collisione con la Terra, circa 100 milioni di anni dopo la formazione del nostro pianeta, avrebbe trasferito materiale sulla Terra con la firma chimica di un pianeta il cui carbonio si era insediato nel nucleo - in opposizione a un corpo indifferenziato la cui composizione era relativamente uniforme

E i loro modelli hanno smentito questa ipotesi, fornendo ulteriore supporto all'idea che la stessa collisione planetaria che formava la luna depositasse anche i materiali di base per la vita sul nostro pianeta.

Questa ricerca si basa su precedenti lavori dello stesso laboratorio di Rice, il laboratorio di Rajdeep Dasgupta, Ph.D., che era anche un coautore del nuovo articolo.

Con questo nuovo documento, il team continua ad aggiungere ulteriori prove all'idea che gli elementi essenziali per la vita sono stati generati da un impatto gigantesco. Grewal dice che l'idea potrebbe cambiare il modo in cui le persone guardano alla forza distruttiva delle collisioni planetarie.

"Quando le persone guardano gli impatti giganti, la considerano sempre un evento distruttivo", dice. "Ma ora puoi anche pensarlo come un evento che dà la vita."

Astratto: Lo stato della Terra come unico pianeta che sostiene la vita è il risultato del meccanismo di temporizzazione e rilascio del carbonio (C), dell'azoto (N), dello zolfo (S) e dell'idrogeno (H). Sulla base delle loro firme isotopiche, si ritiene che i volatili terrestri derivino da condriti carbonacee, mentre le composizioni isotopiche di elementi non volatili principali e di tracce suggeriscono che i materiali simili a condrite come ensatat sono i mattoni primari della Terra. Tuttavia, il rapporto C / N della massa silicato di massa (BSE) è superchondritico, che esclude la consegna volatile da un impiallacciatura tardiva condrice. Inoltre, se consegnato durante la fase principale dell'accrescimento della Terra, allora, a causa della maggiore natura siderofila (amante del metallo) di C rispetto a N, la formazione del nucleo dovrebbe aver lasciato un rapporto C / N subcrondritico nella BSE. Qui, presentiamo esperimenti di temperatura ad alta pressione per limitare il destino di volatili misti del CNS durante la segregazione del mantello centrale negli oceani del magma dell'embrione planetario e mostrare che C diventa molto meno siderofilo nelle leghe N-cuscinetto e S-ricco, mentre il carattere siderofilo di N rimane in gran parte inalterato in presenza di S. Usando i nuovi dati e le simulazioni Monte Carlo inverse, mostriamo che l'impatto di un pianeta delle dimensioni di Marte, con contributi minimi da materiale simile a carbonio condrite e coincidente con l'evento di formazione della Luna, può essere la fonte di importanti sostanze volatili nella BSE.