Возможно, жизнь на Земле появилась более 4 млрд. лет назад

Астероидные удары неоднократно бомбардировали планету в течение ее первого периода истории, но тепло, выделяемое ими, не было настолько убийственным для жизни, как когда-то считалось, как показывают новые исследования.

Моделирование показывает, что после первых нескольких сотен миллионов лет бомбардировки тепло от ударов рассеялась настолько, что от 10 до 75 процентов верхнего километра подповерхностного слоя были пригодны для обитания мезофилов — микробов, которые живут при температурах от 20 до 50° C , Если это так, планета, возможно, была обитаемой намного раньше, чем считалось до этого.

Самый ранний период истории Земли — Гадейский период (Hadean eon), охватывает 600 миллионов лет —  от около 4,6 миллиардов лет назад, когда планета появилась, до 4 миллиардов лет назад. Название Hadean, это имя греческого бога подземного мира, отражает первоначальное представление о том времени: темном, адском и непригодном для жизни. Но мало прямых свидетельств об астероидном воздействии на Землю в те далекие времена, что ограничивает понимание учеными того, как эти столкновения влияли на обитаемость нашей планеты.

«Ранее существовало предположение, что Гадейский период был в основном неинтересным временем, пока с неба не перестали постоянно падать метеориты, и жизнь могла бы появиться на Земле», — говорит Стивен Мойзис, геолог из Университета Колорадо Боулдер. Новое исследование не утверждает, что весь Гадейский период был приятным; первые 150 миллионов лет истории Земли, в том числе гигантский удар, который сформировал Луну, были довольно драматичными. Но после этого все значительно улеглось, говорит д-р Мойзис.

Например, ученые обнаружили признаки жидкой воды и даже слабые намеки на возможную жизнь в кристаллах циркона, начиная с 4,1 млрд лет назад. Другие исследователи оспаривали идею о том, что Земля постоянно подвергалась бомбардировке астероидами большую часть Гадейского периода или что последний шквал астероидов обрушился на планету 3,9 миллиарда лет назад в так называемой «поздней тяжелой бомбардировке», убив зарождающуюся жизнь.

В новом исследовании геофизик Роберт Гримм и ученый-планетолог Симон Марчи, оба из Юго-западного научно-исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, оценили, какие условия были на Земле на несколько километров ниже поверхности планеты во время Гадейского периода.

Ученые использовали предполагаемую скорость бомбардировки астероидами, а также количество тепла, которое они добавили бы в подповерхностный слой, и сколько тепла со временем рассеивалось бы, чтобы имитировать, насколько он был горяч, — и может ли микробиологическая жизнь выдержать эти условия. Исследование, основанное на более ранних работах, в том числе в марте 2014 года, показало, что влияние астероидов со временем становилось все меньше и меньшее.

Астероидные удары нагревали подповерхностный слой Земли, согласно проведенным симуляциям, но даже самые тяжелые сценарии бомбардировки были недостаточно интенсивными, чтобы полностью стерилизовать планету, сообщают исследователи. И если бы скорость бомбардировки уменьшалась по мере того, как шло время, то тепло, которое астероиды, доставляли к недрам Земли, также успело бы рассеяться. В результате жилая зона в подповерхностном слое со временем увеличилась бы.

Позднее тяжелая бомбардировка, если бы она произошла, была бы более жестким испытанием для микробов, потому что тепло не успело бы рассеяться с таким быстрым воздействием. Но это просто означало бы, что жилая зона не увеличивалась, сообщает команда; мезофилы все еще могли проживать, по крайней мере, на 20% верхнего километра подповерхностного слоя.

Стивен Мойзис говорит, что он пришел к подобным выводам в своей работе. «Долгое время люди говорили абсолютно без данных, что не может быть биосферы на Земле до 3,9 миллиарда лет назад», — говорит он. Но «после того, как солнечная система сформировалась, биосфера могла начать появляться на Земле 4,4 миллиарда лет назад».

Это не значит, что уже тогда была жизнь, отмечает Гримм. Хотя тепло от ударов, возможно, не было лимитирующим фактором для жизни, бомбардировка астероидов вызвала множество других проблем, влияющих на климат, поверхность или даже конвекцию мантии. Тем не менее, картина ранних дней Земли претерпевает изменения. Как говорит Роберт Гримм, «обычный день в Гадейском периоде не означал неминуемой гибели».