Země je jedinou planetou ve sluneční soustavě s velkým množstvím vody a poměrně velkým Měsícem, který stabilizuje její osu. Obě tyto skutečnosti byly nezbytné pro rozvoj života na Zemi. Planetologům z univerzity v německém Münsteru se poprvé podařilo prokázat, že voda se na Zemi dostala se vznikem Měsíce před 4,4 miliardami let.
Měsíc vznikl, když do Země narazilo těleso o velikosti Marsu, kterému se také říká Theia. Až dosud vědci předpokládali, že Theia vznikla ve vnitřní sluneční soustavě v blízkosti Země. Vědci z Münsteru však mohou prokázat, že Theia pochází z vnější sluneční soustavy a na Zemi dodala velké množství vody. Výsledky byly zveřejněny v aktuálním čísle časopisu Nature.Astronomie.
Zvenčí dovnitř sluneční soustavy
Země se zformovala ve vnitřní "suché" sluneční soustavě, a proto je poněkud překvapivé, že se na Zemi vyskytuje voda. Abychom pochopili, proč tomu tak je, musíme se vrátit do minulosti, kdy se sluneční soustava formovala asi před 4,5 miliardami let. Z předchozích studií víme, že sluneční soustava byla strukturována tak, že "suché" materiály byly odděleny od "mokrých" materiálů: tzv.takzvané "uhlíkaté" meteority, které jsou relativně bohaté na vodu, pocházejí z vnější sluneční soustavy, zatímco "neuhlíkaté" meteority pocházejí z vnitřní sluneční soustavy.
Předchozí studie sice ukázaly, že uhlíkaté materiály byly pravděpodobně zodpovědné za zajištění vody pro Zemi, ale nebylo známo, kdy a jak se tento uhlíkatý materiál - voda - dostal na Zemi. "K zodpovězení této otázky používáme izotopy molybdenu."
Izotopy molybdenu nám umožňují jasně rozlišit uhlíkatý a neuhlíkatý materiál a představují tak 'genetický otisk' materiálu vnější a vnitřní sluneční soustavy," vysvětluje Dr. Gerrit Budde z Planetologického ústavu v Münsteru a hlavní autor studie.
Měření münsterských vědců ukazují, že izotopové složení zemského molybdenu leží mezi izotopovým složením uhlíkatých a neuhlíkatých meteoritů, což dokazuje, že část zemského molybdenu pochází z vnější sluneční soustavy. V této souvislosti hrají klíčovou roli chemické vlastnosti molybdenu, protože se jedná o prvek, který má rád železo, většina"Molybden, který je dnes dostupný v zemském plášti, tedy vznikl v posledních fázích formování Země, zatímco molybden z dřívějších fází se nachází výhradně v jádře," vysvětluje Dr. Christoph Burkhardt, druhý autor studie. Výsledky vědců tedy poprvé ukazují, že tento uhlíkatý materiál zvnější sluneční soustavy dorazil na Zemi pozdě.
Vědci však jdou ještě o krok dál
Ukázali, že většinu molybdenu v zemském plášti dodala proto-planeta Theia, jejíž srážka se Zemí před 4,4 miliardami let vedla ke vzniku Měsíce. Protože však většina molybdenu v zemském plášti pochází z vnější sluneční soustavy, znamená to, že i samotná Theia vznikla ve vnější sluneční soustavě. Podle vědců srážka se Zemíposkytl dostatek uhlíkatého materiálu, který by pokryl celkové množství vody na Zemi.
"Náš přístup je jedinečný, protože nám poprvé umožňuje spojit vznik vody na Zemi se vznikem Měsíce. Jednoduše řečeno, bez Měsíce by na Zemi pravděpodobně nebyl život," říká Thorsten Kleine, profesor planetologie na univerzitě v Münsteru [Phys].
Gerrit Budde et al, Molybdenum isotopic evidence for the late accretion of outer Solar System material to Earth, Příroda Astronomie (2019).DOI: 10.1038/s41550-019-0779-y
