Meteoryty powiedziały imperialnym naukowcom o prawdopodobnym odległym pochodzeniu lotnych substancji chemicznych na Ziemi, z których część tworzy budulec życia.

Odkryli, że około połowa ziemskiego zapasu lotnego pierwiastka cynku pochodzi z asteroid pochodzących z zewnętrznego Układu Słonecznego – części poza pasem asteroid, który obejmuje planety Jowisz, Saturn i Uran. Oczekuje się, że materiał ten dostarczył również innych ważnych substancji lotnych, takich jak woda.

Substancje lotne to pierwiastki lub związki, które w stosunkowo niskich temperaturach przechodzą ze stanu stałego lub ciekłego w stan pary. Obejmują one sześć najpowszechniejszych pierwiastków występujących w organizmach żywych, a także wodę. W związku z tym dodanie tego materiału będzie ważne dla powstania życia na Ziemi.

Wcześniej naukowcy uważali, że większość substancji lotnych na Ziemi pochodzi z asteroid, które powstały bliżej Ziemi. Odkrycia ujawniają ważne wskazówki dotyczące tego, w jaki sposób Ziemia znalazła schronienie w specjalnych warunkach niezbędnych do podtrzymania życia.

Starszy autor, profesor Mark Rehkämper z Wydziału Nauk o Ziemi i Inżynierii Imperial College w Londynie, powiedział: „Nasze dane pokazują, że około połowa zasobów cynku na Ziemi została dostarczona przez materiał z zewnętrznych części Układu Słonecznego, poza orbitę Jowisza. Na podstawie aktualnych modeli wczesnego rozwoju Układu Słonecznego, było to zupełnie nieoczekiwane”.

Wcześniejsze badania sugerowały, że Ziemia uformowała się prawie wyłącznie z materiału wewnętrznego Układu Słonecznego, który według naukowców był głównym źródłem lotnych substancji chemicznych na Ziemi. Natomiast nowe odkrycia sugerują, że zewnętrzny układ słoneczny odegrał większą rolę, niż wcześniej sądzono.

Profesor Rehkämper dodał: „Ten wkład materiału zewnętrznego Układu Słonecznego odegrał kluczową rolę w ustaleniu wykazu lotnych substancji chemicznych na Ziemi. Wygląda na to, że bez udziału materiału zewnętrznego Układu Słonecznego Ziemia miałaby znacznie mniejszą ilość substancji lotnych niż my poznaj to dzisiaj – czyniąc je bardziej suchym i potencjalnie niezdolnym do odżywiania i podtrzymywania życia”.

Wyniki opublikowano w Nauki ścisłe.

Aby przeprowadzić badania, naukowcy zbadali 18 meteorytów różnego pochodzenia — jedenaście z wewnętrznego Układu Słonecznego, znanych jako meteoryty niewęglowe, i siedem z zewnętrznego Układu Słonecznego, znane jako meteoryty węglowe.

Dla każdego meteorytu zmierzyli względne obfitości pięciu różnych form – lub izotopów – cynku. Następnie porównali każdy izotopowy odcisk palca z próbkami Ziemi, aby oszacować, ile każdy z tych materiałów przyczynił się do inwentaryzacji cynku na Ziemi. Wyniki sugerują, że podczas gdy Ziemia składała się tylko z około dziesięciu procent swojej masy z ciał zawierających węgiel, materiał ten dostarczał około połowy cynku na Ziemi.

Naukowcy twierdzą, że materiał o wysokim stężeniu cynku i innych lotnych składników prawdopodobnie występuje stosunkowo obficie w wodzie, co daje wskazówki dotyczące pochodzenia wody na Ziemi.

Pierwszy autor artykułu Rayssa Martins, Ph.D. kandydat na Wydziale Nauk o Ziemi i Inżynierii, powiedział: „Od dawna wiemy, że do Ziemi dodano trochę materiału zawierającego węgiel, ale nasze odkrycia sugerują, że materiał ten odegrał kluczową rolę w ustaleniu naszego budżetu pierwiastków lotnych, z których część są niezbędne, aby życie kwitło”.

Następnie naukowcy przeanalizują skały z Marsa, które przed wyschnięciem zawierały wodę od 4,1 do 3 miliardów lat temu, oraz z Księżyca. Profesor Rehkämper powiedział: „Szeroko rozpowszechniona teoria głosi, że Księżyc powstał, gdy ogromna asteroida uderzyła w embrionalną Ziemię około 4,5 miliarda lat temu. Analiza izotopów cynku w skałach księżycowych pomoże nam przetestować tę hipotezę i ustalić, czy zderzająca się asteroida odegrała rolę ważną rolę w dostarczaniu substancji lotnych, w tym wody, na Ziemię”.