В недрах Земли обнаружены остатки исчезнувшей прото-планеты
Представьте себе планету, которой больше нет. Мир, не похожий на наш, — раскаленный, бурлящий океаном магмы, вращающийся вокруг еще молодого Солнца. Это была прото-Земля, первозданная версия нашего дома, существовавшая в самые бурные времена формирования Солнечной системы. Считалось, что этот древний мир бесследно исчез, стерт с геологической карты чудовищным катаклизмом — столкновением с гипотетической планетой Тейя, которое привело к рождению Луны.
Ученые полагали, что от той, первой Земли не осталось и следа, что ее вещество было полностью перемешано, переплавлено и преобразовано. Однако это оказалось не так. Группа исследователей из Массачусетского технологического института и других научных центров совершила невероятное открытие, обнаружив химические следы, которые, словно капсула времени, донесли до нас частицу того затерянного мира.
Основой для этого открытия послужил тщательный анализ изотопов калия. Калий, как и многие элементы, существует в природе в виде нескольких изотопов — атомов с одинаковым числом протонов, но разным количеством нейтронов. На современной Земли соотношение этих изотопов — калия-39, калия-40 и калия-41 — практически везде одинаково и служит своего рода химическим паспортом. В 2023 году профессор Николь Ни и ее коллеги, изучая метеориты — древние обломки строительного материала Солнечной системы, — обнаружили, что у некоторых из них этот изотопный «паспорт» иной. Это натолкнуло их на мысль, что подобная аномалия может быть уникальным признаком материалов, существовавших до глобальной «переплавки» Земли.
Чтобы проверить эту гипотезу, команда предприняла поиски аналогичной аномалии в недрах самой Земли. Они проанализировали одни из самых древних горных пород на поверхности, найденные в Гренландии и Канаде, а также изучили образцы лав с Гавайев, которые, как считается, были вынесены на поверхность из глубин мантии и могут представлять собой сохранившиеся с древнейших времен резервуары вещества.
Результаты масс-спектрометрического анализа оказались поразительными: в этих образцах был обнаружен устойчивый дефицит изотопа калий-40. Хотя этот изотоп всегда присутствует в малых количествах, в исследованных породах его было еще меньше, что создавало уникальную химическую сигнатуру, не характерную для подавляющего большинства земных материалов.
Наиболее логичным объяснением этого феномена является то, что ученым удалось найти сохранившиеся фрагменты прото-Земли. Моделирование, проведенное командой исследователей, показало, что если изначально наша планета состояла из материала с дефицитом калия-40, то последующие события — гигантское столкновение, бомбардировка метеоритами и миллиарды лет геологической активности — постепенно изменили изотопный состав большей части планеты, «замаскировав» ее первоначальную природу. Однако некоторые глубокие и древние породы каким-то образом избежали этого тотального перемешивания, сохранив химическую память о своей эпохе.
Любопытным аспектом открытия является то, что химическая сигнатура этих древних земных пород не полностью совпадает ни с одной из известных групп метеоритов. Это означает, что строительные блоки, из которых сформировалась прото-Земля, либо еще не найдены, либо не сохранились в виде метеоритов в наших коллекциях.
Таким образом, исследование не только предоставляет первые прямые доказательства существования сохранившихся материалов прото-Земли, но и указывает на неполноту текущих знаний о метеоритной родословной планеты. Оно открывает новую главу в палеогеологии, предлагая реальный, а не теоретический ключ к разгадке тайны происхождения нашего мира и заставляя пересмотреть историю его самого раннего, скрытого от нас периода.