Colisión planetaria que formó la luna entregó elementos básicos de la vida

La mayoría del carbono y el nitrógeno en nuestros cuerpos probablemente provienen de un planeta del tamaño de Marte que se estrella en la Tierra hace 4.4 mil millones de años, dicen los científicos. Los investigadores han pensado durante mucho tiempo que estos elementos, cruciales para la vida, llegaron a nuestro planeta a bordo de cuerpos primitivos como los asteroides, pero un nuevo análisis sugiere que el carbono y el nitrógeno probablemente viajaron a la Tierra en un planeta que ya se había diferenciado en capas, un signo de Cuerpo astronómico más maduro, posiblemente un embrión planetario con un manto y un núcleo. Esta misma colisión, dicen, formó la luna.

En un artículo publicado el miércoles en Avances científicos, un equipo de la Rice University en Texas describió una serie de experimentos y simulaciones que apoyan la hipótesis de que una sola colisión importante depositó los cimientos químicos de la vida en la Tierra.

Damanveer Grewal, Ph.D. estudiante de la Universidad de Rice y el autor principal del estudio, dice Inverso que esta investigación cambia la historia de cómo los bloques de construcción elementales de la vida llegaron a nuestro planeta.

"La idea que ha prevalecido en la comunidad científica ha sido que estos elementos fueron entregados por cuerpos no diferenciados después de que casi toda la Tierra casi se ha acrecentado", dice Grewal. "Lo que estamos tratando de decir es que estos elementos fueron realmente entregados por un impacto gigante de un cuerpo grande y diferenciado, en lugar de cuerpos más pequeños".

Al comparar las composiciones químicas de la corteza terrestre con los lentes en la luna, el equipo de Grewal concluyó que compartían un origen común: el evento catastrófico que formó la luna. Y luego, al realizar simulaciones sobre cómo los diferentes elementos se asientan en diferentes partes de un planeta a medida que se diferencia, los investigadores reconocieron que un planeta diferenciado que colisionó con la Tierra tendría una proporción de material mucho menos rica en carbono en su superficie que un cuerpo no diferenciado. haría. Esto se debe a que, según encontraron, el elemento se asentaría hacia el núcleo de hierro, dejando menos rastro químico en la corteza del planeta. El mismo proceso, dicen los investigadores, ocurrió en la formación del núcleo de la Tierra.

Por lo tanto, cuando este planeta embrionario chocó con la Tierra, aproximadamente 100 millones de años después de que nuestro planeta se formara, habría transferido material a la Tierra con la firma química de un planeta cuyo carbono se había asentado en el núcleo, en oposición a un cuerpo indiferenciado cuya composición era relativamente uniforme

Y sus modelos soportaron esta hipótesis, prestando mayor apoyo a la idea de que la misma colisión planetaria que formó la luna también depositó los materiales muy básicos para la vida en nuestro planeta.

Esta investigación se basa en trabajos anteriores realizados por el mismo laboratorio en Rice, el laboratorio de Rajdeep Dasgupta, Ph.D., que también fue coautor del nuevo artículo.

Con este nuevo documento, el equipo continúa agregando más evidencia a la idea de que los elementos esenciales para la vida fueron entregados por un impacto gigante. Grewal dice que la idea podría cambiar la forma en que las personas ven la fuerza destructiva de las colisiones planetarias.

"Cuando las personas ven los impactos gigantes, siempre lo ven como un evento destructivo", dice. "Pero ahora puedes considerarlo como un evento que da vida también".

Resumen: El estado de la Tierra como el único planeta que sustenta la vida es el resultado del mecanismo de distribución y distribución del carbono (C), nitrógeno (N), azufre (S) e hidrógeno (H). Sobre la base de sus firmas isotópicas, se piensa que los volátiles terrestres se derivan de condritas carbonáceas, mientras que las composiciones isotópicas de elementos mayores y oligoelementos no volátiles sugieren que los materiales de tipo condrita de la enstatita son los principales bloques de construcción de la Tierra. Sin embargo, la relación C / N del silicato a granel de la Tierra (EEB) es supercondítica, lo que descarta la entrega volátil por una chapa tardía condrítica. Además, si se administra durante la fase principal de la acumulación de la Tierra, entonces, debido a la mayor naturaleza siderófila (amante del metal) de C en relación con N, la formación del núcleo debería haber dejado una relación C / N subcondítica en la EEB. Aquí, presentamos experimentos de alta presión-temperatura para restringir el destino de los compuestos volátiles del SNC mixtos durante la segregación núcleo-manto en los embriones magma océanos planetarios y mostrar que C se convierte en mucho menos siderófilo en aleaciones con N y S, mientras que el carácter siderófilo de N permanece en gran medida no afectado en presencia de S. Usando los nuevos datos y las simulaciones inversas de Monte Carlo, mostramos que el impacto de un planeta del tamaño de Marte, con contribuciones mínimas de material similar a la condrita carbonácea y que coincide con el evento de formación de la Luna, puede ser la fuente de principales volátiles en la EEB.