Un studiu recent indică faptul că materialul din care s‑a format Pământul a căpătat componenţa chimică finală foarte rapid, în câteva milioane de ani. În această fază timpurie, planeta era aproape lipsită de apă și de compuși organici esențiali pentru viață. Rezultatele susţin ipoteza că un impact major ulterior a fost responsabil pentru aducerea elementelor volatile, schimbând radical condiţiile de pe planetă.
Când s‑a stabilit compoziţia chimică a Pământului şi ce înseamnă asta pentru apariţia vieţii
Cercetarea realizată la Universitatea din Berna arată că în cel mult trei milioane de ani după formarea Sistemului Solar, compoziţia chimică a precursorului Pământului era deja definită. Această perioadă scurtă explică de ce materialul primar al planetei conținea foarte puţini volatili precum hidrogenul, carbonul sau sulf. În regiunea interioară a sistemului solar, temperaturile ridicate au împiedicat condensarea acestor substanţe în stadiul solid. Astfel, elementele volatile au rămas în stare gazoasă şi nu s‑au integrat în corpurile care au acumulat materia terestră.
Doar corpurile care s‑au format la distanţe mai mari de Soare, în regiuni mai reci, au putut incorpora cantităţi substanţiale din aceşti compuşi. Din aceste motive, proto‑Pământul a fost iniţial un corp predominant stâncos, sărac în apă şi în compuşi organici. În lipsa acestor ingrediente, mediul primar nu oferea condiţii favorabile pentru chimia care precede apariţia vieţii. Acest rezultat ridică întrebări despre frecvenţa naturală a planetelor locuibile în alte sisteme stelare.
Concluziile studiului accentuează importanţa evenimentelor târzii din istoria planetară. Un impact major cu un corp exterior, care acumulase volatili în regiuni reci, ar fi putut modifica compoziţia chimică a Pământului prin transfer de apă și elemente esenţiale. Această scenă explică cum o planetă iniţial uscată a devenit ulterioar „albastră”, adică bogată în ape lichide. Interpretarea sugerează că deşi mecanismele de formare a planetelor sunt rapide, condiţiile favorabile vieţii pot depinde de accidente cosmice.
Metode de datare și rolul izotopilor în reconstrucţia timpurilor de formare
Autorii studiului au combinat măsurători izotopice şi analize chimice ale meteoriţilor și rocilor terestre pentru a reconstrui cronologia formării. S‑a folosit un sistem de datare bazat pe dezintegrarea radioactivă a izotopului mangan‑53, care se transformă în croniu‑53 cu un timp de înjumătăţire de aproximativ 3,8 milioane de ani. Această abordare a permis estimări cu o precizie sub un milion de ani, chiar pentru materiale având vârste de peste patru miliarde de ani.
Calibrarea modelelor a inclus comparaţii cu semnăturile chimice ale diferitelor blocuri planetare cunoscute. Institutul din Berna dispune de infrastructura necesară pentru analiza materialelor extraterestre, ceea ce a facilitat obţinerea datelor de înaltă rezoluţie. Modelele teoretice au integrat aceste date pentru a urmări momentul încheierii achiziţiei compuşilor de către proto‑Pământ și pentru a testa scenariile de aducere a volatilor în etapele ulterioare de evoluţie planetară.
„Compoziţia proto‑Pământului s‑a stabilit în maximum trei milioane de ani, lăsând planeta iniţial uscată.”
- Proto‑Pământul a acumulat puţini volatili în faza iniţială de formare.
- Izotopul mangan‑53 a oferit o cronologie de înaltă precizie a proceselor timpurii.
- Un impact ulterior cu un corp bogat în volatili ar fi adus apa necesară vieţii.
Concluzie
Studiul oferă dovezi că Pământul primar a fost un corp stâncos, aproape lipsit de volatili, iar transformarea sa într‑o planetă cu apă a necesitat un eveniment extern. Interpretarea principală susţine că o coliziune târzie, posibil cu corpul denumit Theia, a furnizat apă şi compuşi esenţiali pentru chimia prebiotică. Această perspectivă schimbă modul în care privim apariţia condiţiilor favorabile vieţii, subliniind importanţa evenimentelor fortuite în evoluţia planetară. În continuare, sunt necesare modele care să explice nu doar proprietăţile mecanice ale Pământului şi Lunii, dar şi semnăturile lor chimice şi izotopice, pentru a confirma pe deplin scenariul propus.
Sursa: sciencedaily.com