Planetarische Kollision, die den Mond bildete, lieferte grundlegende Elemente des Lebens

Der größte Teil des Kohlenstoffs und Stickstoffs in unseren Körpern stammte wahrscheinlich von einem Planeten von der Größe des Mars, der vor 4,4 Milliarden Jahren auf die Erde gestürzt ist, sagen Wissenschaftler. Forscher haben lange geglaubt, dass diese lebenswichtigen Elemente an Bord primitiver Körper wie Asteroiden auf unserem Planeten angekommen sind, aber eine neue Analyse deutet darauf hin, dass Kohlenstoff und Stickstoff höchstwahrscheinlich auf einem Planeten, der sich bereits in Schichten differenziert hatte, zur Erde ritteten reiferer astronomischer Körper, möglicherweise ein planetarischer Embryo mit einem Mantel und einem Kern. Die gleiche Kollision, so heißt es, formte den Mond.

In einem Papier, das am Mittwoch in veröffentlicht wurde Wissenschaftliche Fortschritte, ein Team der Rice University in Texas, skizzierte eine Reihe von Experimenten und Simulationen, die die Hypothese stützen, dass ein einziger großer Zusammenstoß die chemischen Grundlagen des Lebens auf der Erde ablegte.

Damanveer Grewal, ein Ph.D. Student an der Rice University und der Hauptautor der Studie, erzählt Inverse dass diese Forschung die Geschichte verändert, wie die elementaren Bausteine ​​des Lebens zu unserem Planeten kamen.

"Die Idee, die in der wissenschaftlichen Gemeinschaft vorherrschend war, war, dass diese Elemente von undifferenzierten Körpern geliefert wurden, nachdem sich die ganze Erde beinahe angesammelt hat", sagt Grewal. "Wir versuchen zu sagen, dass diese Elemente tatsächlich durch einen riesigen Aufprall eines großen, differenzierten Körpers statt durch kleinere Körper hervorgebracht wurden."

Durch den Vergleich der chemischen Zusammensetzung der Erdkruste mit Brille auf dem Mond gelangte Grewals Team zu dem Schluss, dass sie einen gemeinsamen Ursprung hatten - das katastrophale Ereignis, aus dem der Mond hervorging. Durch Simulationen darüber, wie sich unterschiedliche Elemente in unterschiedlichen Teilen eines Planeten ansiedeln, erkannten die Forscher, dass ein differenzierter Planet, der mit der Erde kollidierte, ein viel kohlenstoffreiches Verhältnis von Material auf seiner Oberfläche hätte als ein undifferenzierter Körper würde. Sie fanden heraus, dass sich das Element zum Eisenkern hin absetzen würde und weniger chemische Spuren in der Erdkruste hinterlassen würde. Der gleiche Prozess, so sagen Forscher, geschah bei der Bildung des Kerns der Erde.

Wenn dieser embryonale Planet etwa 100 Millionen Jahre nach der Entstehung unseres Planeten mit der Erde kollidierte, hätte er Material auf die Erde gebracht, das die chemische Signatur eines Planeten trägt, dessen Kohlenstoff sich im Kern angesiedelt hat - im Gegensatz zu einem undifferenzierten Körper, dessen Zusammensetzung bestand relativ einheitlich.

Und ihre Modelle bekräftigen diese Hypothese und unterstützten die Idee weiter, dass derselbe planetarische Zusammenstoß, der den Mond bildete, auch die Grundmaterialien für das Leben auf unserem Planeten abgelagert hat.

Diese Forschung baut auf früheren Arbeiten des gleichen Labors in Rice auf, dem Labor von Rajdeep Dasgupta, Ph.D., der auch Co-Autor der neuen Arbeit war.

Mit diesem neuen Dokument fügt das Team der Idee immer mehr Beweise hinzu, dass lebenswichtige Elemente durch einen riesigen Einfluss hervorgerufen wurden. Grewal sagt, die Idee könnte die Sichtweise der Menschen auf die zerstörerische Kraft von planetaren Kollisionen ändern.

"Wenn Menschen auf riesige Auswirkungen schauen, betrachten sie es immer als ein destruktives Ereignis", sagt er. "Aber jetzt können Sie es auch als lebensspendende Veranstaltung ansehen."

Abstrakt: Der Status der Erde als einziger lebenserhaltender Planet ist das Ergebnis des zeitlichen Ablaufs und des Abgabemechanismus von Kohlenstoff (C), Stickstoff (N), Schwefel (S) und Wasserstoff (H). Aufgrund ihrer isotopischen Signaturen haben terrestrische flüchtige Stoffe vermutlich aus kohlenstoffhaltigen Chondriten abgeleitet, während die Isotopenkompositionen nichtflüchtiger Haupt- und Spurenelemente darauf schließen lassen, dass Enstatit-Chondrit-artige Materialien die Hauptbausteine ​​der Erde sind. Das C / N-Verhältnis des Bulk-Silikats Earth (BSE) ist jedoch superchondritisch, was eine flüchtige Abgabe eines chondritischen Spätfurniers ausschließt. Wenn es während der Hauptphase der Erdansammlung abgegeben wird, sollte die Kernbildung aufgrund der größeren siderophilen (metallliebenden) Natur von C relativ zu N ein subchondritisches C / N-Verhältnis in der BSE hinterlassen haben. Hier präsentieren wir Hochdruck-Temperatur-Experimente, um das Schicksal gemischter ZNS-Volatile während der Kernmantel-Segregation in den planetarischen Embryo-Magma-Ozeanen einzudämmen und zu zeigen, dass C in N-tragenden und S-reichen Legierungen viel weniger siderophil wird, während der siderophile Charakter von N bleibt in Gegenwart von S weitgehend unbeeinflusst. Mit den neuen Daten und inversen Monte-Carlo-Simulationen zeigen wir, dass der Einfluss eines Planeten in Marsgröße mit minimalen Beiträgen aus kohlenstoffhaltigem Chondrit-ähnlichem Material und mit dem Mondbildungsereignis zusammenfällt, kann die Ursache für große flüchtige Bestandteile in der BSE sein.