Udało się odnaleźć zalążek Ziemi. Jego analiza wskazuje, że w kosmosie istnieją nieznane typy meteorów

Nasza planeta uformowała się z obłoku gazu i pyłu zwanego dyskiem protoplanetarnym, który powstał po zapadnięciu się materii pozostałej po narodzinach Słońca. W analogiczny sposób uformowały się inne planety. Przez pierwsze kilkaset milionów lat Ziemia nie przypominała tego, co znamy dzisiaj. Była raczej półpłynną masą stopionej skały. Nieco jak planeta Mustafar z uniwersum „Gwiezdnych Wojen”.

Narodziny planety

W swoim okresie protoplanetarnym Ziemia rosła głównie w wyniku bombardowania przez duże obiekty – komety i meteoryty. Pierwotna masa Ziemi zwiększała się, a grawitacja ściągała cięższe pierwiastki, jak żelazo i nikiel, do środka, tworząc jądro. Lżejsze materiały unosiły się na powierzchnię, a wiatr słoneczny i wysoka temperatura eliminowały pozostałe gazy. Dopiero po zakończeniu okresu akrecji, czyli grawitacyjnego zbierania odłamków skalnych ze swojej trajektorii oraz po uformowaniu się jądra, można było nazwać Ziemię planetą.

Właśnie temu pierwotnemu okresowi przyjrzała się dr Nicole Nie, geochemiczka z Massachusetts Institute of Technology (MIT). Uczona wraz ze swoją grupą badawczą po raz pierwszy odkryła ślady tej pierwotnej „proto-Ziemi”, ukryte w najgłębszych i najstarszych warstwach naszej planety. Swoje odkrycie przyrównują do odnalezienia w wiadrze piasku pojedynczego ziarenka.

– To być może pierwszy bezpośredni dowód na zachowanie materiałów pochodzących z proto-Ziemi. Widzimy fragment bardzo dawnej Ziemi – sprzed kolizji, która uformowała Księżyc. To niezwykłe, bo spodziewaliśmy się, że tak wczesny ślad zostałby dawno zatarty przez miliardy lat ewolucji geologicznej – mówi dr Nicole Nie. Odnalezione ślady mogą dostarczyć informacji o warunkach panujących na Ziemi, gdy była jeszcze młodą planetą. Odkrycie może również pomóc lepiej zrozumieć, w jaki sposób powstają planety podobne do naszej.

Kosmiczna katastrofa

Dzieciństwo naszej planety trwało – jak na skalę kosmosu – wyjątkowo krótko. Proto-Ziemia utrzymała się przez około 100 milionów lat. Później doszło do gigantycznej katastrofy. W naszą planetę uderzył obiekt wielkości Marsa, nazwany przez naukowców Theia. Zderzenie było gwałtowne i poskutkowało oderwaniem się fragmentu naszej protoplanety, wymieszaniem się składowych obu planet i utworzeniem Księżyca.

Chcąc zajrzeć jak najdalej w głąb historii naszej planety, zespół dr Nie poszukiwał deficytu izotopu potasu-40. Już wcześniej badania meteorytów wykazały, że różnice w składzie izotopowym potasu mogą ujawnić pochodzenie skał – zarówno ziemskich, jak i kosmicznych. Naukowcy poddali analizie próbki skał z Grenlandii, Kanady i Hawajów, czyli z miejsc, gdzie aktywność wulkaniczna wydobywa materiał z głębokiego płaszcza Ziemi. W zebranym materiale odnaleźli m.in. sygnaturę potasu, której nigdy wcześniej nie zaobserwowano.

Naukowcy przekonują, że ten chemiczny „odcisk palca” nie pojawił się w żadnej innej sytuacji do tej pory zarejestrowanej. Nie odnaleziono go ani w śladach po znanych historycznych zdarzeniach, ani też we współczesnych nam procesach geologicznych. Zdaniem badaczy najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest pozostałość z czasów, gdy Ziemia dopiero się formowała.

Symulacja proto-Ziemi

Aby przetestować tę hipotezę, naukowcy wykonali serię symulacji komputerowych opartych na danych z meteorytów. Wyniki modelowania wskazały, że trop był właściwy – „chemiczny odcisk palca” jest materiałem pochodzącym z proto-Ziemi.

Co ciekawe, badacze z MIT odnieśli niejako podwójny sukces. Nie dość, że znaleźli ślad zalążka Ziemi, to wykazali też, że w Układzie Słonecznym muszą istnieć nieznane jeszcze nauce typu meteorów. A to otwiera zupełnie nowe kierunki badań nad genezą naszej planety i całego Układu Słonecznego.

– Naukowcy od dawna próbują odtworzyć pierwotny skład chemiczny Ziemi, łącząc dane z różnych grup meteorytów. Nasze wyniki pokazują jednak, że znany obecnie katalog meteorytów nie jest kompletny – a więc wciąż mamy wiele do odkrycia na temat pochodzenia naszej planety – podsumowuje dr Nicole Nie.

Źródło: Nature

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.