Жизнь на Земле — это не закономерность, а удача: исследование переворачивает привычное понимание

Откуда взялась жизнь на Земле? Новое исследование Бернского университета предлагает неожиданное объяснение: наша планета изначально была сухой и безжизненной, а условия для появления биосферы возникли только после катастрофического столкновения с другой протопланетой.

Химическая подпись Земли: всего три миллиона лет

Учёные из Института геологических наук впервые смогли установить точную хронологию химического становления Земли. Результаты показали, что характерный элементный состав планеты сформировался в течение максимум трёх миллионов лет после рождения Солнечной системы. Для космических масштабов это практически мгновение. Это открытие подтверждает: необходимые для жизни условия не были присущи Земле изначально, а появились после внешнего катаклизма.

Парадокс рождения планет

Исследование, опубликованное в Science Advances, начинается с противоречия. Газопылевое облако, из которого возникли все тела Солнечной системы, было богато летучими элементами — водородом, углеродом, серой. Они важны для биохимии, но во внутренних областях системы, где формировалась Земля, температура была слишком высокой. Эти соединения не могли превратиться в твёрдые материалы и оставались газом. В результате строительные блоки каменистых планет — Меркурия, Венеры, Земли и Марса — оказались химически сухими и лишёнными компонентов, необходимых для будущих океанов и атмосферы.

Изотопные часы и метод исследования

"Мы использовали радиометрическую систему измерения времени на основе распада изотопа марганца-53, который превращается в хром-53 с периодом полураспада около 3,8 миллиона лет", — объясняет первый автор работы и постдокторант Имперского колледжа Лондона Паскаль Крутташ.

Эти "изотопные часы" позволили с беспрецедентной точностью датировать события миллиардолетней давности — с погрешностью менее миллиона лет. По словам профессора геохимии Клауса Мецгера, результат стал возможен благодаря уникальной инфраструктуре Бернского университета, где ведутся исследования внеземных материалов.

Реконструкция аккреции Земли

Учёные сопоставили изотопные данные метеоритов и земных пород с вычислительными моделями. Оказалось, что уникальная химическая "сигнатура" Земли сложилась очень быстро и достигла завершённого вида всего через три миллиона лет после образования Солнечной системы, возраст которой оценивается в 4,568 миллиарда лет. Таким образом, время для формирования элементного состава Земли было удивительно коротким.

Сухое и враждебное начало

Ранняя Земля представляла собой каменистую и сухую планету, абсолютно непригодную для жизни. Отсутствие летучих веществ указывает, что необходимые компоненты попали сюда только в результате внешнего космического события.

Теория Тейи

Наиболее вероятное объяснение связано с гипотезой о столкновении с протопланетой Тейей — небесным телом размером с Марс, которое могло образоваться в более холодных регионах Солнечной системы. Там летучие вещества, включая воду, могли сохраняться. Именно это столкновение, по мнению исследователей, принесло на Землю необходимые элементы и сделало возможным появление жизни.

"Мы знаем, что прото-Земля изначально была сухой. Поэтому именно столкновение с Тейей, скорее всего, насытило её летучими элементами", — подчеркивает Крутташ.

Случайность существования жизни

"Земля обязана своей способностью поддерживать жизнь не плавному развитию, а случайному событию — удару внешнего тела. Это ясно показывает, что жизнь во Вселенной не является неизбежностью", — обращает внимание на философский смысл открытия профессор Мецгер.

Таким образом, существование биосферы стало результатом не закономерного процесса, а счастливого исхода катастрофы.

Взгляд в будущее

Учёные отмечают, что исследование обозначило лишь первый шаг. Следующая задача — более точное моделирование столкновения с Тейей. Нужно объяснить не только физические свойства Земли и Луны, но и их химический и изотопный состав. Будущая работа будет направлена на детальную реконструкцию катаклизма, который превратил безжизненную планету в мир, способный стать колыбелью жизни.