Tabrakan Planet Yang Membentuk Bulan Disampaikan Elemen Dasar Kehidupan

Sebagian besar karbon dan nitrogen di tubuh kita mungkin berasal dari sebuah planet seukuran Mars yang menabrak Bumi 4,4 miliar tahun yang lalu, kata para ilmuwan. Para peneliti telah lama berpikir bahwa unsur-unsur ini, penting untuk kehidupan, tiba di planet kita dengan benda-benda primitif seperti asteroid, tetapi analisis baru menunjukkan bahwa karbon dan nitrogen kemungkinan besar melaju ke Bumi di sebuah planet yang telah dibedakan menjadi lapisan - suatu tanda dari tubuh astronomi yang lebih matang, mungkin embrio planet dengan mantel dan inti. Tabrakan yang sama ini, kata mereka, membentuk bulan.

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan Rabu di Kemajuan Sains, sebuah tim di Rice University di Texas menguraikan serangkaian percobaan dan simulasi yang mendukung hipotesis bahwa satu tabrakan besar mengendapkan fondasi kimiawi kehidupan di Bumi.

Damanveer Grewal, Ph.D. kata mahasiswa di Rice University dan penulis utama studi ini Terbalik bahwa penelitian ini mengubah kisah tentang bagaimana unsur-unsur pembangun kehidupan datang ke planet kita.

"Gagasan yang telah lazim dalam komunitas ilmiah adalah bahwa unsur-unsur ini disampaikan oleh benda-benda yang tidak berdiferensiasi setelah seluruh Bumi hampir bertambah," kata Grewal. "Apa yang kami coba katakan adalah bahwa elemen-elemen ini sebenarnya disampaikan oleh dampak raksasa dari tubuh yang besar dan berbeda, bukan oleh tubuh yang lebih kecil."

Dengan membandingkan komposisi kimia dari kerak bumi dengan kacamata di bulan, tim Grewal menyimpulkan bahwa mereka berbagi asal yang sama - peristiwa bencana yang membentuk bulan. Dan kemudian, dengan menjalankan simulasi tentang bagaimana elemen-elemen yang berbeda mengendap menjadi bagian-bagian berbeda dari sebuah planet ketika ia berdiferensiasi, para peneliti mengakui bahwa sebuah planet yang berdiferensiasi yang bertabrakan dengan Bumi akan memiliki rasio bahan yang jauh lebih kaya karbon di permukaannya daripada benda yang tidak berdiferensiasi. akan. Ini karena, mereka menemukan, elemen tersebut akan mengendap di inti besi, meninggalkan sedikit jejak kimia di kerak planet. Proses yang sama, kata para peneliti, terjadi dalam pembentukan inti Bumi.

Oleh karena itu, ketika planet embrionik ini bertabrakan dengan Bumi, sekitar 100 juta tahun setelah planet kita terbentuk, itu akan mentransfer material ke Bumi yang mengandung tanda kimiawi dari sebuah planet yang karbonnya telah menempel di inti - sebagai lawan dari benda tak berdiferensiasi yang komposisinya adalah relatif seragam.

Dan model mereka melahirkan hipotesis ini, memberikan dukungan lebih lanjut pada gagasan bahwa tabrakan planet yang sama yang membentuk bulan juga menyimpan materi yang sangat mendasar bagi kehidupan di planet kita.

Penelitian ini dibangun di atas karya sebelumnya oleh lab yang sama di Rice, lab Rajdeep Dasgupta, Ph.D., yang juga merupakan rekan penulis pada makalah baru.

Dengan makalah baru ini, tim terus menambahkan lebih banyak bukti pada gagasan bahwa unsur-unsur penting bagi kehidupan disampaikan oleh dampak raksasa. Grewal mengatakan gagasan itu bisa mengubah cara orang memandang kekuatan destruktif dari tumbukan planet.

"Ketika orang melihat dampak raksasa, mereka selalu melihatnya sebagai peristiwa yang merusak," katanya. "Tapi sekarang kau benar-benar bisa menganggapnya sebagai peristiwa yang memberi hidup juga."

Abstrak: Status bumi sebagai satu-satunya planet yang menopang kehidupan adalah hasil dari mekanisme waktu dan pengiriman karbon (C), nitrogen (N), belerang (S), dan hidrogen (H). Atas dasar tanda tangan isotopiknya, volatil terestrial dianggap berasal dari kondroitit karbon, sedangkan komposisi isotop unsur nonvolatil utama dan elemen jejak menunjukkan bahwa bahan mirip-kondensasi enstatit chondrite adalah blok bangunan utama Bumi. Namun, rasio C / N dari Bumi silikat curah (BSE) adalah superchondritic, yang mengesampingkan pengiriman volatil oleh veneer akhir chondritic. Selain itu, jika disampaikan selama fase utama pertambahan Bumi, maka, karena sifat siderofil (pencinta logam) yang lebih besar dari C relatif terhadap N, pembentukan inti seharusnya telah meninggalkan rasio C / N subkondritik di BSE. Di sini, kami menyajikan eksperimen suhu-tekanan tinggi untuk membatasi nasib volatile CNS campuran selama pemisahan inti-mantel di samudra magma embrio planet dan menunjukkan bahwa C menjadi siderofil yang jauh lebih sedikit dalam paduan yang mengandung N dan kaya S, sedangkan karakter siderofil dari N sebagian besar tetap tidak terpengaruh di hadapan S. Menggunakan data baru dan simulasi Monte Carlo terbalik, kami menunjukkan bahwa dampak dari planet berukuran Mars, memiliki kontribusi minimal dari bahan mirip-karbon seperti chondrite dan bertepatan dengan peristiwa pembentukan Bulan, bisa menjadi sumber volatile utama di BSE.