Tρομερή σύγκρουση έσπειρε την βάση της ζωής στη Γη. Earth's carbon points to planetary smashup

Όλος ο άνθρακας στον πλανήτη μας προέρχεται από την σύγκρουση με ένα μικρό πλανήτη. Καλλιτεχνική απεικόνιση της τρομερής σύγκρουσης ανάμεσα στη Γη και ένα διαστημικό σώμα σαν τον Ερμή. The ratio of volatile elements in Earth's mantle suggests that virtually all of the planet's life-giving carbon came from a collision with an embryonic planet approximately 100 million years after Earth formed. Credit: A. Passwaters/Rice University based on original courtesy of NASA/JPL-Caltech

Σχεδόν όλος ο άνθρακας της Γης -χάρη στον οποίο υπάρχει ζωή πάνω στον πλανήτη μας, αφού στον άνθρακα βασίζονται όλοι οι έμβιοι οργανισμοί- πιθανώς προέρχεται από μια κατακλυσμική σύγκρουση, που συνέβη πριν περίπου 4,4 δισεκατομμύρια χρόνια ανάμεσα στη Γη και σε ένα άλλο εμβρυικό πλανήτη, σύμφωνα με νέες εκτιμήσεις επιστημόνων.

Το μυστήριο

Η παρουσία του άνθρακα στη Γη, η οποία δημιουργήθηκε πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, αποτελεί ένα παλαιό μυστήριο για τους επιστήμονες. Οι γεωλόγοι και χημικοί αναρωτιούνται πώς είναι δυνατό να αναπτύχθηκε η ζωή με βάση τον άνθρακα, αφού  ο τελευταίος -ως πτητικό στοιχείο- κανονικά θα έπρεπε πολύ γρήγορα, λίγο μετά τη δημιουργία του πλανήτη μας, είτε να είχε διαφύγει στο διάστημα εξατμιζόμενος από τις «κολασμένες» θερμοκρασίες της αρχέγονης Γης, είτε να είχε «κλειδωθεί» στον μεταλλικό πυρήνα της Γης. Όμως τόσο ο μανδύας του πλανήτη μας -το ενδιάμεσο στρώμα μεταξύ της επιφάνειας και του πυρήνα- όσο και η βιόσφαιρα της επιφάνειας διαθέτουν άφθονο άνθρακα μέχρι σήμερα.

Ο εμπλουτισμός

A schematic depiction of proto Earth’s merger with a potentially Mercury-like planetary embryo, a scenario supported by new high pressure-temperature experiments at Rice University. Magma ocean processes could lead planetary embryos to develop silicon- or sulfur-rich metallic cores and carbon-rich outer layers. If Earth merged with such a planet early in its history, it could explain how Earth acquired its carbon and sulfur. (Figure courtesy of Rajdeep Dasgupta)

Ερευνητές από τις ΗΠΑ και την Κίνα, με επικεφαλής τον γεωλόγο Ρατζίπ Ντασγκούπτα του Πανεπιστημίου Ράις του Τέξας ανέπτυξαν ένα νέο μοντέλο. Σύμφωνα με αυτό, η Γη δέχθηκε έξωθεν μια γενναία «ένεση» άνθρακα, όταν -γύρω στα 200 εκατομμύρια χρόνια μετά τον σχηματισμό της- έπεσε πάνω της ένας πρωτο-πλανήτης με μέγεθος όσο ο σημερινός Ερμής, ο οποίος τελικά απορροφήθηκε από τον πλανήτη μας και τον εμπλούτισε με τον τόσο ζωτικό άνθρακα.

Οι νέες εκτιμήσεις βασίζονται σε προσομοιώσεις στο εργαστήριο, οι οποίες αναπαριστούν τις συνθήκες υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας που επικρατούν στο εσωτερικό της Γης και άλλων πλανητών. Σε κάθε περίπτωση, πρόκειται για ένα πιθανό σενάριο και, προς το παρόν, δεν μπορεί κανείς να είναι σίγουρος κατά πόσο όντως ισχύει. H νέα θεωρία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Geoscience».

Πηγή: Yuan Li, Rajdeep Dasgupta, Kyusei Tsuno, Brian Monteleone, Nobumichi Shimizu. Carbon and sulfur budget of the silicate Earth explained by accretion of differentiated planetary embryos. Nature Geoscience, 2016; DOI: 10.1038/ngeo2801