Международная группа специалистов под руководством ученых Калифорнийского технологического института выяснила, что Земля начала образовываться при аккреции сухих и твердых «блоков» вещества. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science Advances, раскрывают, что первая вода на планете появилась на поздней стадии ее формирования.
Узнайте больше в полной версии ➞Чтобы выяснить, из какого материала формировалась Земля, ученые анализируют химический состав силикатных геохимических резервуаров планеты. Таким резервуаром являются, например, базальты океанических островов (OIB) — это вулканическая порода, источником которой являются мантийные плюмы, поднимающиеся к поверхности от самой границы мантии и ядра. Другим резервуаром силикатов являются базальты срединно-океанических хребтов (MORB), где происходит раздвигание морского дна, и источником этих базальтов является верхняя часть мантии.
Высокоточный анализ изотопов ксенона показал, что соотношение ксенона-129 и ксенона-136 OIB в 2,8 раза ниже, чем это же соотношение у MORB. Поскольку ксенон-129 образуется при распаде летучего йода-129, а ксенон-136 — в результате распада плутония-244, то это означает, что низкое соотношение йода и плутония установилось в первые 80-100 миллионов лет существования Солнечной системы.
Чтобы объяснить, с чем связано низкое соотношение йода и плутония, исследователи провели многоэтапное моделирование формирования земного ядра. Оказалось, что само по себе образование ядра вряд ли объясняет разницу в соотношениях между йодом и плутонием между мантийными резервуарами. Ученые связывают это с неоднородной аккрецией: сначала в формировании Земли принимали участие планетезимали с низким содержанием летучих веществ, после чего последовала вторичная фаза аккреции метеоритов с высоким содержанием летучих веществ.
Результаты означают, что Земля получила часть летучих веществ, включая воду, в результате поздней аккреции хондритов с заметным вкладом углистых хондритов — это метеориты преимущественно силикатного состава, которые содержат соединения углерода и гидратированные минералы. Предполагается, что сходным образом должны были сформироваться Меркурий и Венера.