Под нашими ногами могут скрываться остатки доисторической прото-Земли

Учёные MIT нашли изотопные следы древней планеты, существовавшей до образования Луны На протяжении десятилетий геологи задаются вопросом, почему химический состав Земли не полностью совпадает с тем, что найдено в древних метеоритах — фрагментах первых тел Солнечной системы. Одна из гипотез гласит: древняя «прото-Земля», существовавшая до столкновения с объектом, породившим Луну, могла иметь иной химический облик. Чтобы проверить эту идею, исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) провели точнейший анализ изотопов калия в породах разного возраста — от глубинных древних слоёв до современных океанических базальтов. Для этого использовался метод термической ионизационной масс-спектрометрии, позволяющий фиксировать даже мельчайшие различия в изотопном составе.

След от планеты, которой больше нет

В первой главе истории Земли наша планета была раскалённым каменным шаром, покрытым лавовыми океанами. Затем произошло грандиозное событие: объект размером с Марс столкнулся с молодой Землёй. Удар расплавил внутренности планеты и навсегда изменил её химический состав. Долгое время считалось, что это катастрофическое столкновение стерло все следы первозданной материи. Однако новое исследование MIT даёт неожиданный результат. Учёные обнаружили уникальный химический «отпечаток» — соотношение изотопов калия, нехарактерное для современных земных пород. Эту аномалию нельзя объяснить ни крупными космическими столкновениями, ни внутренними процессами планеты. Всё указывает на то, что в недрах Земли до сих пор могут существовать осколки самой первой Земли. «Это, возможно, первое прямое свидетельство того, что часть прото-Земли сохранилась, — говорит руководитель исследования Николь Ни. — Мы буквально видим кусочек планеты, какой она была до гигантского столкновения. Удивительно, что этот древнейший след не исчез за миллиарды лет эволюции Земли».

Аномалия калия

Калий — один из самых распространённых элементов земной коры. Он существует в трёх изотопных формах: K-39, K-40 и K-41. На Земле преобладают два стабильных изотопа — K-39 и K-41, тогда как K-40 встречается крайне редко и радиоактивен. В 2023 году группа Ни уже исследовала метеориты со всего мира и заметила, что их изотопный состав калия отличается от земного. Тогда учёные предположили: метеориты могут содержать материал, из которого когда-то формировалась прото-Земля. В новом исследовании команда искала подобные следы в самих земных породах. Были изучены образцы из древнейших участков земной мантии — Изуа (Гренландия), Нуввуагиттук (Канада) и кратона Каапвааль (ЮАР), а также современные базальты острова Реюньон и подводного вулкана Камаэхуаканалоа (Гавайи). После растворения и химического разделения образцов в лаборатории выяснилось, что уровень калия-40 в этих породах ещё ниже, чем в среднем по Земле. Учёные сравнили это с нахождением одной-единственной бурой песчинки среди целого ведра жёлтых.

След прото-Земли в древних породах

Эти необычные результаты натолкнули исследователей на мысль: возможно, именно такие породы — уцелевшие обломки прото-Земли, не подвергшиеся «переплавке» во время колоссальных ударов и миллиардов лет тектонических преобразований. Моделирование показало, что крупные космические столкновения и внутренние геологические процессы должны были увеличивать долю калия-40 с течением времени. Поэтому современные породы, как и подавляющее большинство метеоритов, содержат его больше. А вот древние образцы из Канады, Гренландии и Гавайев — наоборот, беднее этим изотопом, что делает их уникальными свидетелями первых эпох Земли. Интересно, что химическая подпись этих пород не совпадает ни с одним из известных типов метеоритов. Это значит, что даже самые древние космические камни, собранные на Земле, не отражают полностью состав вещества, из которого она возникла. «Учёные долго пытались восстановить исходный состав Земли, комбинируя данные о разных группах метеоритов, — объясняет Ни. — Но наше исследование показывает: имеющаяся коллекция метеоритов неполна. В истории нашей планеты всё ещё скрыто многое, чего мы не знаем».

Новый взгляд на рождение планет

Если выводы MIT подтвердятся, они могут изменить представления о формировании Земли и Луны, а также о строении планет земной группы. Получается, что под нашими ногами всё ещё могут храниться древнейшие фрагменты первичной материи, из которой когда-то зародилась жизнь на Земле.

• Огромный «череп» в пустыне: астронавты заметили зловещее лицо в вулканическом кратере Сахары
• Не пропустите: пик метеорного потока Ориониды начнётся с ночи – наблюдение под безлунным небом
• Тёмная материя может оказаться не такой уж «тёмной»: учёные нашли её возможные цветовые следы
• Миссия НАСА по поиску экзопланет не разбилась в Техасе — вопреки слухам
• Октябрьское небо: суперлуние и звездопады Драконид и Орионид
• Телескоп Джеймса Уэбба заглянул в сердце звездообразования в нашей Галактике
• NASA представило 10 новых астронавтов для миссий на Луну — и, возможно, на Марс
• Космический каннибал готовится к взрыву: сверхновая будет видна даже днем