Редкие металлы на Марсе и Земле возникли из-за колоссального воздействия с космоса
Новые исследования показали, что гигантское воздействие с космоса на Марс и Землю более четырех миллиардов лет назад объяснило бы необычное количество «любящих железо» элементов в ядрах этих планет.
Планеты образуются, когда мелкие пылевые зерна склеиваются и агломерируются с другими зернами, что приводит к более крупным телам, называемым «планетезималями». Эти планетезималы продолжают сталкиваться друг с другом и либо выбрасываются из Солнечной системы, поглощаются Солнцем, либо образуют планету. Планеты продолжают получать материал из космоса даже после формирования. Этот процесс известен как поздняя аккреция, он происходит, когда на молодых планетах выпадают остаточные фрагменты планетного образования.
Планетарный ученый Рамон Брассер из Токийского технологического института и геолог Стефан Мойзис из Университета Колорадо Боулдер исследовали колоссальное воздействие во время поздней аккреции Марса, которое могло объяснить необычное количество редких металлических элементов в мантии Марса.
Когда протопланеты выделяют достаточно материала, металлы, такие как железо и никель, начинают отделяться и опускаться, образуя ядро. Это объясняет, почему ядро Земли в основном состоит из железа, и ожидается, что элементы, связанные с железом, также должны в основном существовать в ядре. Примерами таких «железолюбящих» элементов, известных как сидерофилы, являются золото, платина и иридий. Однако, как и Марс, в мантии Земли больше сидерофилов, чем ожидалось в процессе формирования ядра.
В более ранней работе было показано, что Земля имеет больше сидерофилов в мантии, чем должно. Ученые объяснили это, показав, что воздействие Луны на Землю должно было обогатить мантию достаточным количеством сидерофилов, чтобы объяснить текущее значение.
Анализ марсианских метеоритов показывает, что Марс прибавил еще 0,8% по массе материала через позднюю аккрецию. Ученые показывают, что для того, чтобы Марс внедрил свою массу примерно на 0,8% веса, потребовалось тело диаметром не менее 1200 километров.
Они далее утверждают, что такое воздействие должно было произойти между 4,5 и 4,4 миллиарда лет назад. Изучение кристаллов цирконов в древних марсианских метеоритах может быть использовано для образования марсианской коры до 4,4 миллиарда лет назад. Таким образом, гигантское воздействие должно было привести к широкомасштабному таянию коры, и такое катастрофическое событие должно было произойти до появления самой древней коры. Если бы удар произошел на ранней стадии истории планеты как 4,5 миллиарда лет назад, то сидерофилы должны были быть удалены во время формирования ядра. Эта история обеспечивает жесткие ограничения в книге, когда это произошло.
Понимание позднего аккреции не просто важно для объяснения обилия сидерофилов, но и для определения верхнего предела возраста биосферы Земли.
Планеты образуются, когда мелкие пылевые зерна склеиваются и агломерируются с другими зернами, что приводит к более крупным телам, называемым «планетезималями». Эти планетезималы продолжают сталкиваться друг с другом и либо выбрасываются из Солнечной системы, поглощаются Солнцем, либо образуют планету. Планеты продолжают получать материал из космоса даже после формирования. Этот процесс известен как поздняя аккреция, он происходит, когда на молодых планетах выпадают остаточные фрагменты планетного образования.
Планетарный ученый Рамон Брассер из Токийского технологического института и геолог Стефан Мойзис из Университета Колорадо Боулдер исследовали колоссальное воздействие во время поздней аккреции Марса, которое могло объяснить необычное количество редких металлических элементов в мантии Марса.
Когда протопланеты выделяют достаточно материала, металлы, такие как железо и никель, начинают отделяться и опускаться, образуя ядро. Это объясняет, почему ядро Земли в основном состоит из железа, и ожидается, что элементы, связанные с железом, также должны в основном существовать в ядре. Примерами таких «железолюбящих» элементов, известных как сидерофилы, являются золото, платина и иридий. Однако, как и Марс, в мантии Земли больше сидерофилов, чем ожидалось в процессе формирования ядра.
В более ранней работе было показано, что Земля имеет больше сидерофилов в мантии, чем должно. Ученые объяснили это, показав, что воздействие Луны на Землю должно было обогатить мантию достаточным количеством сидерофилов, чтобы объяснить текущее значение.
Анализ марсианских метеоритов показывает, что Марс прибавил еще 0,8% по массе материала через позднюю аккрецию. Ученые показывают, что для того, чтобы Марс внедрил свою массу примерно на 0,8% веса, потребовалось тело диаметром не менее 1200 километров.
Они далее утверждают, что такое воздействие должно было произойти между 4,5 и 4,4 миллиарда лет назад. Изучение кристаллов цирконов в древних марсианских метеоритах может быть использовано для образования марсианской коры до 4,4 миллиарда лет назад. Таким образом, гигантское воздействие должно было привести к широкомасштабному таянию коры, и такое катастрофическое событие должно было произойти до появления самой древней коры. Если бы удар произошел на ранней стадии истории планеты как 4,5 миллиарда лет назад, то сидерофилы должны были быть удалены во время формирования ядра. Эта история обеспечивает жесткие ограничения в книге, когда это произошло.
Понимание позднего аккреции не просто важно для объяснения обилия сидерофилов, но и для определения верхнего предела возраста биосферы Земли.
