Η Γη στις πρώτες μέρες της δημιουργίας της μπορεί να μην είχε τα κατάλληλα συστατικά για τη διατήρηση της ζωής – μέχρι που ένας κοντινός πλανήτης στο μέγεθος του Άρη, την έσπασε στα δύο, όπως υποστηρίζουν δύο νέες μελέτες.
Η Γη στις πρώτες μέρες της δημιουργίας της, ήταν μια άγονη περιοχή, ανίκανη να υποστηρίξει τη ζωή, μέχρι που μια μεγάλη σύγκρουση με έναν πρωτοπλανήτη, έφερε τα αναγκαία συστατικά, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.
Η πρώιμη σύγκρουση της Γης με τη Θεία
Η σύγκρουση της πρώιμης Γης και του ουράνιου σώματος στο μέγεθος του Άρη- που ονομάζεται Θεία, έχει διατυπωθεί εδώ και δεκαετίες, ειδικά σε συζητήσεις για το πώς μπορεί να δημιουργήθηκε η Σελήνη από τα θραύσματα της σύγκρουσης.
Σήμερα, σε μια νέα μελέτη, οι επιστήμονες υποστηρίζουν πως, η Θεία έφερε μερικά από τα βασικά στοιχεία της ζωής στον πλανήτη μας, πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
«Καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι ο πρόδρομος της Σελήνης, η Θεία, προερχόταν από πιο απομακρυσμένη περιοχή του ηλιακού συστήματος [σε σχέση με τη Γη] και ήταν πλούσια σε πτητικά στοιχεία», δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης, Pascal Kruttasch, στο Live Science μέσω email. Ο Kruttasch ήταν υποψήφιος διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης όταν πραγματοποίησε τη μελέτη.
Τα πτητικά στοιχεία, είναι χημικές ενώσεις που εξατμίζονται εύκολα, όπως το υδρογόνο και ο άνθρακας, αλλά θεωρούνται επίσης τα δομικά στοιχεία της ζωής. Πιο κοντά στον Ήλιο, οι θερμοκρασίες είναι πολύ υψηλές για να συμπυκνωθούν τα υλικά αυτά, κάτι που σημαίνει ότι, παρέμειναν σε αέρια μορφή κοντά στην πρώιμη Γη και άλλους, βραχώδεις πλανήτες.
Ωστόσο, πιο μακριά, υπάρχει αφθονία πτητικών στοιχείων για πλανήτες-γίγαντες αερίου όπως ο Δίας και ο Κρόνος — καθώς και για κομήτες και αστεροειδείς.
Άρα, η Θεία ήταν πολύ σημαντική για τη Γη, εξηγεί ο Kruttasch: «Πιθανότατα, μετέφερε αυτά τα πτητικά στοιχεία, τα οποία είναι ουσιώδη συστατικά για τη ζωή».
Στην μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα χημικό μοντέλο για να εξετάσουν ισότοπα (τύποι στοιχείων) από μετεωρίτες, όπως και από βράχους στη Γη.
Η ομάδα, επικεντρώθηκε στη ραδιενεργό διάσπαση ενός ισοτόπου του μαγγανίου, ο οποίος υπήρχε στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και διασπάστηκε αργά σε χρώμιο μέσα σε αρκετά εκατομμύρια χρόνια.
Αυτό το χρονοδιάγραμμα διάσπασης επέτρεψε στους ερευνητές να παρακολουθήσουν με ακρίβεια τα πρώτα 15 εκατομμύρια χρόνια σχηματισμού της Γης. (Το ίδιο το ηλιακό σύστημα είναι περίπου 4,5 δισεκατομμυρίων ετών.)
Καλλιτεχνική απεικόνιση ενός πρωτοπλανητικού συστήματος, που μπορεί επίσης να αποτυπώνει τις συνθήκες υπό τις οποίες σχηματίστηκε η Γη και το ηλιακό μας σύστημα. (Πηγή εικόνας: ESO/L. Calçada)
Η σημασία της κατανόησης της διάσπασης
Η κατανόηση του πώς η ζωή δημιουργήθηκε στη Γη και διατηρήθηκε για δισεκατομμύρια χρόνια είναι ένα περίπλοκο ζήτημα. «Η Γη είναι ο μόνος πλανήτης που ξέρουμε ο οποίος έχει δημιουργήσει ζωή και την έχει διατηρήσει για αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια. Δεν είναι σαφείς οι διεργασίες που πραγματοποιήθηκαν στην ιστορία της Γης για να καταστεί αυτό δυνατό», τόνισε ο Kruttasch.
Η εξέταση του πρώιμου ηλιακού συστήματος, έδωσε στην ομάδα ορισμένα στοιχεία. Η Πρωτο-Γη και οι γειτονικοί αναπτυσσόμενοι πλανήτες (οι οποίοι σήμερα περιλαμβάνουν τον Ερμή, την Αφροδίτη και τον Άρη) άλλαξαν γρήγορα τα πρώτα 3 εκατομμύρια χρόνια, μέσω ανταλλαγής σκόνης και αερίων μέσα από διαδικασίες εξάτμισης και συμπύκνωσης. Ωστόσο, αυτή η διεργασία ανταλλαγής, πρακτικά σταμάτησε ύστερα από 3 εκατομμύρια χρόνια, επειδή οι πρώτοι βραχώδεις πλανήτες και οι πλανήτες αερίου είχαν απορροφήσει μεγάλο μέρος της ελεύθερης ύλης του ηλιακού μας συστήματος.
Με απλά λόγια, οι πλανήτες πιο κοντά στον Ήλιο ήταν πιο φτωχοί σε πτητικά στοιχεία σε σχέση με εκείνους που βρίσκονταν πιο μακριά, λόγω των υψηλότερων θερμοκρασιών στους εσωτερικούς πλανήτες.
Η κατανόηση του πώς η ζωή δημιουργήθηκε στη Γη και διατηρήθηκε για δισεκατομμύρια χρόνια είναι ένα περίπλοκο ζήτημα. «Η Γη είναι ο μόνος πλανήτης που ξέρουμε ο οποίος έχει δημιουργήσει ζωή και την έχει διατηρήσει για αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια. Δεν είναι σαφείς οι διεργασίες που πραγματοποιήθηκαν στην ιστορία της Γης για να καταστεί αυτό δυνατό», τόνισε ο Kruttasch.
Η εξέταση του πρώιμου ηλιακού συστήματος, έδωσε στην ομάδα ορισμένα στοιχεία. Η Πρωτο-Γη και οι γειτονικοί αναπτυσσόμενοι πλανήτες (οι οποίοι σήμερα περιλαμβάνουν τον Ερμή, την Αφροδίτη και τον Άρη) άλλαξαν γρήγορα τα πρώτα 3 εκατομμύρια χρόνια, μέσω ανταλλαγής σκόνης και αερίων μέσα από διαδικασίες εξάτμισης και συμπύκνωσης. Ωστόσο, αυτή η διεργασία ανταλλαγής, πρακτικά σταμάτησε ύστερα από 3 εκατομμύρια χρόνια, επειδή οι πρώτοι βραχώδεις πλανήτες και οι πλανήτες αερίου είχαν απορροφήσει μεγάλο μέρος της ελεύθερης ύλης του ηλιακού μας συστήματος.
Με απλά λόγια, οι πλανήτες πιο κοντά στον Ήλιο ήταν πιο φτωχοί σε πτητικά στοιχεία σε σχέση με εκείνους που βρίσκονταν πιο μακριά, λόγω των υψηλότερων θερμοκρασιών στους εσωτερικούς πλανήτες.
Τα απαραίτητα στοιχεία για τη ζωή στη Γη
Γι’ αυτό, τα πτητικά στοιχεία της Γης πρέπει να προήλθαν από μια μεγάλη πηγή όπως η Θέϊα, η οποία εκτιμάται ότι συγκρούστηκε με τον πλανήτη μας πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. (Σε συμφωνία με άλλες μελέτες, η νέα έρευνα υποθέτει πως η Θεία είναι ένας τύπος χονδρίτη, ο οποίος είναι ένα πετρώδες υλικό πλούσιο σε άνθρακα και οργανικές ενώσεις που τείνει να σχηματίζεται μακριά από τον Ήλιο).
Η μεγαλύτερη σημασία αυτών των ευρημάτων είναι ότι η εμφάνιση ζωής μπορεί να είναι δύσκολη σε εξωπλανήτες παρόμοιους με τη Γη, δεδομένου ότι τα περισσότερα πτητικά στοιχεία μπορεί να έχουν σχηματιστεί σε διαφορετική περιοχή του ηλιακού συστήματος.
«Η [μελέτη] αυτή καθιστά σαφές ότι η φιλικότητα προς τη ζωή στο σύμπαν δεν είναι καθόλου δεδομένη» δήλωσε ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, ο Klaus Mezger, ομότιμος καθηγητής γεωχημείας στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα συμπεράσματά τους, την 1η Αυγούστου στο Science Advances.
Ωστόσο, δεν είναι η μοναδική, πρόσφατη μελέτη που αναλύει τη Θεία και την επίδρασή της στη ζωή της Γης. Άλλη έρευνα, που αναμένεται να δημοσιευτεί στο τεύχος του Νοεμβρίου στο περιοδικό Icarus, υποδηλώνει ότι η Θεία μετέφερε μεγάλη ποσότητα νερού στον πλανήτη μας — και ότι αυτό είναι ακόμα ορατό στον μανδύα της Γης.
Το νερό του μανδύα, αποτελεί αίνιγμα για τους γεωλόγους επειδή, «το νερό είναι λιγότερο πυκνό από τα υλικά που βρίσκονται συνήθως στον μανδύα της Γης και υποτίθεται πως έχει φτάσει στον φλοιό ή τους ωκεανούς», εξήγησε ο αστροφυσικός από το ινστιτούτο αστροφυσικής και διαστημικής της Πορτογαλίας, Pedro Machado, σε δήλωσή του
Η μελέτη βασισμένη σε προσομοιώσεις πρότεινε ότι η Θεία μετέφερε το μεγαλύτερο μέρος του νερού του μανδύα στην πρώιμη Γη, «και δεν υπήρξε χρόνος για να φτάσει αυτό το νερό στην επιφάνεια», πρόσθεσε ο Machado.