Экстремальные условия привели к появлению жизни: ученые открыли новую страницу истории Земли (фото)
Ученые выдвинули гипотезу, что расплавленная фаза Земли могла длиться гораздо дольше, чем считалось. Примерно 4,5 миллиарда лет назад молодая планета была покрыта огромными океанами магмы, окружена плотной атмосферой, а только что образованная Луна вращалась вокруг нее ближе, чем сегодня.
Недавнее исследование свидетельствует, что эти экстремальные условия, вероятно, удерживали поверхность Земли в расплавленном состоянии на протяжении сотен миллионов лет, пишет Phys.org.
На протяжении десятилетий исследователи считали, что Земля остыла относительно быстро после своего образования. Однако в новой статье ученых из Астрономического института Каптейна, утверждается, что фаза магматического океана могла длиться до полумиллиарда лет. Это обуславливали два ключевых фактора: сильные приливные силы от Луны и мощный парниковый эффект, вызванный газами, которые высвобождались из недр Земли.
Гравитация Луны имела гораздо более сильное влияние на Землю, чем сегодня, поскольку она была значительно ближе. Согласно исследованию, эти приливные силы постоянно деформировали недра планеты, генерируя тепло через процесс, известный как приливное нагревание. Эта дополнительная энергия помогала поддерживать расплавленное состояние поверхности Земли.
В то же время вулканические газы, выделявшиеся из магмы, образовали плотную атмосферу. Эта атмосфера удерживала тепло, не давая ему эффективно выходить в космос. Чтобы исследовать этот баланс между внутренним нагревом и атмосферным потеплением, исследователи использовали модель эволюции планет под названием PROTEUS.
Их моделирования выявили периоды, когда Земля входила в то, что ученые называют глобальным радиационным равновесием. Во время этих интервалов количество тепла, исходившего из планеты, почти равнялось теплу, которое генерировалось внутри нее. В результате процесс охлаждения резко замедлился, а затвердевание остановилось. В зависимости от химических условий планеты, эти периоды остановки могли длиться от 2 до 320 миллионов лет.
Одним из важных факторов была фугацидность кислорода, которая определяет, была ли мантия Земли более окислительной или восстановительной. В окислительной мантии вода оставалась заключенной вплоть до поздних стадий охлаждения. Высвобождаясь в виде пара, она образовывала плотный атмосферный покров, усиливавший парниковый эффект и продлевавший фазу расплава. В восстановительной мантии, где преобладали такие газы, как водород и метан, парниковые газы выходили раньше, что позволяло планете охлаждаться эффективнее.
В исследовании также изучалось, как эти условия могли повлиять на происхождение жизни. Ученые обнаружили, что долговременные магматические океаны могли создать атмосферные условия, благоприятные для образования цианистого водорода. Хотя это соединение является высокотоксичным для современной жизни, астробиологи считают его важным компонентом химических реакций, которые, возможно, способствовали образованию РНК и белков.
Эта возможность наводит на мысль, что суровые ранние условия на Земле могли помочь создать химические основы, необходимые для дальнейшего возникновения жизни. Хотя эта идея остается гипотезой, она предоставляет новый взгляд на то, как развивалась наша планета и почему в конце концов появилась жизнь.
Другие новости науки
- В Финляндии на глубине 433 метров построили хранилище "Онкало". Это место создали для постоянного хранения отработанного ядерного топлива, произведенного финскими ядерными реакторами.
- Исследователи изучили, сколько поколений отделяет современных людей от древнейших представителей нашего вида. Ученым удалось назвать точное число.