Ученые обнаружили, возможно, первые прямые доказательства оставшихся материалов от «прото-Земли» — примитивной версии нашей планеты, существовавшей до колоссального удара, сформировавшего Луну и навсегда изменившего Землю.

В исследовании, опубликованном во вторник (14 октября) в журнале Nature Geoscience, предполагается, что маленькие химические следы этой прото-Земли сохранились глубоко внутри земных пород, в основном не подвергшись изменениям на протяжении миллиардов лет. Эти находки предоставляют редкий взгляд на оригинальные строительные блоки планеты и могут дать ученым подсказки о том, какой была Земля и её соседние миры в самые ранние эпохи.

«Это, возможно, первое прямое свидетельство того, что мы сохранили материалы прото-Земли», — говорит Николь Нье, ассистент-профессор наук о Земле и планетах в MIT и один из авторов исследования.

Примерно 4,5 миллиарда лет назад молодая солнечная система представляла собой вихрь газа и пыли, где формировались первые астероиды и планеты, включая молодую Землю, которая, вероятно, была раскалённой стеклянной сферой, наполненной океанами лавы.

Менее чем через 100 миллионов лет астероид размером с Марс столкнулся с прото-Землёй в событии настолько разрушительном, что расплавил и перепутал почти всю планету, создав Луну в процессе. Это столкновение стало последним событием, вызвавшим крупномасштабное плавление мантии Земли.

Тем не менее, Нье и её коллеги обнаружили незначительный дисбаланс изотопов калия в древних породах, в частности, недостаток калия-40. Это аномалия, по мнению исследователей, может быть потенциальным отпечатком материала, который выжил с самой прото-Земли.

«Мы видим кусочек самой древней Земли, даже до гигантского удара», — отметила Нье. Это удивительно, поскольку мы ожидали, что этот ранний сигнатурный след будет стираться по мере эволюции Земли.

Команда Нье проанализировала метеориты, которые образовались в разные эпохи и в различных местах солнечной системы и были собраны с Земли. У исследователей возникли потаённые различия в изотопах калия среди них, что может указывать на то, что разные изотопы могут «использоваться как следы строительных блоков Земли».

В этом новом исследовании команда искала аналогичные аномалии калия в самых древних и глубоких породах Земли. Образцы были собраны из Гренландии, Канады, Гавайских вулканов и других мест.

Учёные выяснили, что эти древние материалы содержали еще меньше калия-40, чем ожидалось, что указывает на то, что «роки были сформированы иначе», по словам Нье.

Для обнаружения такого тонкого сигнала исследователи растворяли порошковые породы в кислоте, изолировали результатирующий калий и затем использовали ультрачувствительный масс-спектрометр для точного измерения соотношений трёх изотопов элемента.

Полученные данные позволяют предположить, что под поверхностью Земли всё ещё присутствует «примитивная мантия прото-Земли», уцелевшая от смешивания, вызванного гигантским ударом.

Это открытие не только обогащает наше понимание формирования Земли, но и ставит новые вопросы о её ранней химической композиции. Ученые подчеркивают, что текущий инвентарный список метеоритов не является полным, и предстоит ещё многое узнать о происхождении нашей планеты.