Die Erde verfügte möglicherweise über alle lebenswichtigen Elemente – im Gegensatz zu Theorien, die besagten, dass sie aus Meteoriten stammten

Seit vielen Jahren sagen Wissenschaftler voraus, dass viele davon Elemente, die entscheidende Bestandteile des Lebens sindwie Schwefel und Stickstoff, kamen erstmals auf die Erde, als asteroidenartige Objekte, die sie trugen, auf die Oberfläche unseres Planeten prallten.

Aber neue Forschung von unserem Team veröffentlicht In Wissenschaftliche Fortschritte legt nahe, dass viele dieser Elemente, sogenannte flüchtige Stoffe, von Anfang an auf der Erde existiert haben könnten, als sie sich zu einem Planeten formte.

Flüchtige Stoffe verdampfen leichter als andere Elemente. Gängige Beispiele sind Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff, unsere Forschung konzentrierte sich jedoch auf a Gruppe namens Chalkogene. Schwefel, Selen und Tellur sind allesamt Chalkogene.

Es hilft zu verstehen, wie diese flüchtigen Elemente zur Erde gelangten Planetenforscher wie wir Dadurch könnten wir die geologische Geschichte der Erde besser verstehen und mehr über die Bewohnbarkeit terrestrischer Planeten jenseits der Erde erfahren.

Die populäre Theorie des „späten Furniers“ sagt voraus, dass sich die Erde ursprünglich aus gebildet hat Materialien, die wenig flüchtige Stoffe enthalten. Nach der Bildung des Erdkerns, so die Theorie, soll die Der Planet hat flüchtige Stoffe wenn flüchtige Körper aus dem äußeren Sonnensystem auf die Oberfläche treffen.

Diese Gegenstände brachten etwa ein halbes Prozent der Erdmasse. Wenn die Theorie des späten Furniers richtig ist, dann sind die meisten Elemente, aus denen das Leben besteht, irgendwann auf der Erde angekommen nachdem sich der Erdkern gebildet hatte.

Unsere neuen Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die Erde von Anfang an, während der Entstehung des Planeten, über alle lebenswichtigen flüchtigen Elemente verfügte. Diese Ergebnisse stellen die Late-Veneer-Theorie in Frage und stimmen mit einer anderen Studie überein Auf der Suche nach dem Ursprung des Wassers auf der Erde.

Um den Ursprung flüchtiger Stoffe in der Erde zu untersuchen, verwendeten wir eine Rechentechnik namens First-Principles-Berechnung. Diese Technik beschreibt die Verhalten von Isotopen, das sind Atome eines Elements, die eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen haben. Man kann sich ein Element als eine Familie vorstellen – jedes Atom hat die gleiche Anzahl an Protonen, aber verschiedene Cousins ​​der Isotope haben eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen.

Verschiedene Isotope verhielten sich in jedem Stadium der Erdentstehung etwas anders. Und die Isotope hinterließen nach jeder Entstehungsphase eine Signatur, die Wissenschaftler als eine Art Fingerabdruck verwenden können, um zu verfolgen, wo sie sich während der Entstehung der Erde befanden.

Durch die Berechnung nach dem ersten Prinzip konnten wir berechnen, welche Isotopensignaturen wir für verschiedene Chalkogene erwarten würden, je nachdem, wie sich die Erde gebildet hat. Wir haben einige Modelle laufen lassen und unsere Isotopenvorhersagen für jedes Modell mit den tatsächlichen Messungen von Chalkogenisotopen auf der Erde verglichen.

Wir haben das gefunden Während viele flüchtige Stoffe während der Entstehung der Erde verdampften, als sie heiß und glühend war, sind heute noch viele weitere übrig. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die meisten flüchtigen Stoffe auf der Erde heute wahrscheinlich noch aus der frühen Phase der Erdentstehung übrig sind.

Während die Untersuchung von Chalkogenen interessant ist, sollte sich die zukünftige Forschung mit anderen lebenswichtigen flüchtigen Stoffen wie Stickstoff befassen. Und mehr Forschung darüber, wie sich diese flüchtigen Stoffe verhalten unter extremen Bedingungen könnte uns helfen, mehr darüber zu erfahren, wie sich Isotope in den einzelnen Wachstumsstadien der Erdentstehung verhalten.

Wir hoffen, mit diesem Ansatz auch herausfinden zu können, ob einige Exoplaneten – Planeten außerhalb unseres Sonnensystems – für Leben bewohnbar sein könnten.

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