Bumi tidak terbentuk yang mengandung bahan kimia yang diperlukan untuk memulai kehidupan. Satu teori yang didukung dengan baik, yang disebut "teori veneer akhir", menunjukkan bahwa bahan kimia yang mudah menguap yang diperlukan untuk kehidupan tiba lama setelah Bumi terbentuk, dibawa ke sini oleh meteorit. Tetapi sebuah studi baru menantang teori veneer akhir.
Bukti menunjukkan bahwa Bulan diciptakan ketika sebuah planet seukuran Mars bernama Theia bertabrakan dengan Bumi. Dampaknya menciptakan cincin puing dari mana Bulan terbentuk. Sekarang, studi baru ini mengatakan bahwa dampak yang sama mungkin telah mengirimkan bahan kimia yang diperlukan untuk kehidupan ke Bumi muda.
"Skenario kami adalah skenario pertama yang dapat menjelaskan waktu dan pengiriman <volatile> dengan cara yang konsisten dengan semua bukti geokimia."
Rekan penulis Rajdeep Dasgupta, Departemen Bumi, Ilmu Lingkungan dan Planet, Universitas Rice.
Dampak antara Bumi dan Theia terjadi sekitar 4,4 miliar tahun yang lalu, sangat awal dalam kehidupan Bumi. Saat itulah Bumi kemungkinan besar menerima sebagian besar karbon, nitrogen, dan bahan kimia mudah menguap lainnya yang diperlukan agar kehidupan tetap ada. Studi baru ini dari Rice University dan diterbitkan dalam jurnal Science Advances.
Para ilmuwan telah mempelajari meteorit primitif dari Bumi purba dan planet-planet berbatu lainnya di Tata Surya bagian dalam. Mereka menemukan bahwa meteorit kuno kehabisan bahan kimia mudah menguap yang diperlukan untuk kehidupan. Itu menimbulkan pertanyaan, dari mana asal bahan kimia yang mudah menguap dari Bumi?
"Dari studi tentang meteorit primitif, para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa Bumi dan planet-planet berbatu lainnya di tata surya bagian dalam tidak stabil," kata rekan penulis studi Rajdeep Dasgupta. “Tetapi waktu dan mekanisme pengiriman volatile telah diperdebatkan dengan panas. Skenario kami adalah skenario pertama yang dapat menjelaskan waktu dan pengiriman dengan cara yang konsisten dengan semua bukti geokimia. "
Menurut tim di balik penelitian ini, planet yang terkena dampak memiliki inti yang kaya belerang, sementara mantel dan keraknya mengandung volatil. Ketika bertabrakan dengan Bumi, ia menyuntikkan bahan kimia yang diperlukan untuk kehidupan, seperti nitrogen, karbon, hidrogen, dan belerang, ke dalam kerak bumi. Tabrakan itu juga mengeluarkan sejumlah besar material ke luar angkasa, yang bergabung menjadi Bulan.
"Apa yang kami temukan adalah bahwa semua bukti ... konsisten dengan dampak pembentukan bulan yang melibatkan planet seukuran Mars yang mudah menguap dengan inti kaya sulfur."
Damanveer Grewal, penulis utama studi, mahasiswa pascasarjana, Rice University.
Tim di balik penelitian ini melakukan percobaan di laboratorium yang meniru kondisi tekanan tinggi dan suhu tinggi yang ditemukan ketika inti planet terbentuk. Percobaan membantu menguji teori mereka yang mengatakan volatil datang ke Bumi sebagai hasil dari tabrakan dengan planet dengan inti yang kaya belerang.
Kandungan sulfur inti planet donor penting karena banyaknya bukti eksperimental yang membingungkan tentang karbon, nitrogen, dan sulfur yang ada di semua bagian bumi selain inti. "Inti tidak berinteraksi dengan seluruh Bumi, tetapi segala sesuatu di atasnya, mantel, kerak bumi, hidrosfer, dan atmosfer, semuanya terhubung,"
penulis utama studi dan mahasiswa pascasarjana Damanveer Grewal mengatakan. "Siklus material di antara mereka."
Mereka menguji ide itu dengan inti Bumi yang dihipotesiskan mengandung berbagai tingkat sulfur. Mereka ingin tahu apakah inti belerang tinggi tidak termasuk karbon, nitrogen atau keduanya. Secara keseluruhan, mereka menemukan bahwa semakin besar kandungan sulfur inti, semakin kecil kemungkinannya mengandung volatil. Setidaknya dalam kasus Bumi.
Nitrogen sebagian besar tidak terpengaruh, ”kata Grewal. "Itu tetap larut dalam paduan relatif terhadap silikat, dan hanya mulai dikeluarkan dari inti di bawah konsentrasi sulfur tertinggi."
Dengan menggunakan hasil percobaan ini, mereka menjalankan lebih dari satu miliar simulasi untuk mencari tahu bagaimana Bumi dapat memperoleh bahan kimia yang mudah menguap. “Apa yang kami temukan adalah bahwa semua bukti - tanda tangan isotop, rasio karbon-nitrogen dan jumlah keseluruhan karbon, nitrogen, dan sulfur di Bumi silikat curah - konsisten dengan dampak pembentukan bulan yang melibatkan bantalan yang mudah menguap, Mars- planet seukuran dengan inti yang kaya belerang, ”kata Grewal.
Implikasi dari penelitian ini adalah lebih dari sekedar Bumi. Mereka juga memberi tahu kita sesuatu tentang bagaimana kehidupan bisa terjadi di planet berbatu lain di tata surya lain.
"Studi ini menunjukkan bahwa planet berbatu seperti Bumi mendapat lebih banyak peluang untuk memperoleh unsur-unsur penting kehidupan jika ia terbentuk dan tumbuh dari tumbukan raksasa dengan planet-planet yang memiliki sampel blok bangunan yang berbeda, mungkin dari berbagai bagian cakram protoplanet," kata Dasgupta. .
"Ini menghilangkan beberapa syarat batas," kata Dasgupta. "Ini menunjukkan bahwa volatil yang sangat penting bagi kehidupan dapat tiba di lapisan permukaan sebuah planet, bahkan jika itu diproduksi pada benda-benda planet yang mengalami pembentukan inti dalam kondisi yang sangat berbeda."
Dasgupta mengatakan tidak tampak bahwa silikat curah Bumi, dengan sendirinya, dapat mencapai anggaran volatile esensial yang menghasilkan biosfer, atmosfer, dan hidrosfer kita. "Itu berarti kita dapat memperluas pencarian kita untuk jalur yang mengarah pada elemen volatile yang berkumpul bersama di sebuah planet untuk mendukung kehidupan seperti yang kita tahu."
Pekerjaan tim ini adalah bagian dari program Planet Planet CLEVER (Siklus Unsur Volatil Esensial untuk Kehidupan di Rocky).
Sumber:
- Siaran Pers: Tabrakan planet yang membentuk bulan memungkinkan kehidupan di Bumi
- Makalah Penelitian: Pengiriman karbon, nitrogen, dan belerang ke Bumi silikat oleh dampak raksasa
- Majalah Luar Angkasa: Tabrakan Bencana Terbentuk Bulan, tetapi Tewaskan Theia
- Planet CLEVER
