Земля получила фосфор и азот от древних внутренних планетезималей

Долгое время считалось, что ключевые для жизни элементы попали на Землю из внешней части Солнечной системы вместе с углеродистыми метеоритами. Однако новое исследование состава железных метеоритов указывает на другой сценарий: основными поставщиками фосфора и азота стали ранние планетезимали, сформировавшиеся во внутренних, горячих областях протопланетного диска.

Группа планетологов пересмотрела химическую историю ранней Солнечной системы, опираясь на данные о распределении фосфора и азота. В отличие от азота, легко улетучивающегося в космос, фосфор — критически важный компонент ДНК и РНК — требует для конденсации высоких температур. Изучив железные метеориты, оставшиеся от разрушенных протопланет, ученые воссоздали условия, при которых формировались первые строительные блоки будущих планет.

В первые миллионы лет после рождения Солнечной системы внутренние области диска были крайне нестабильными и горячими. Там активно синтезировался шрейберзит — минерал, богатый фосфором. Турбулентные потоки выносили эти частицы во внешние регионы, где они встраивались в состав формирующихся тел. По мере роста Юпитер начал играть роль барьера, ограничивая обмен веществом между частями системы. Это привело к тому, что химический состав диска стремительно менялся.

Компьютерное моделирование показало, что углеродистые хондриты из внешней части системы не могут в одиночку объяснить изотопный состав земной мантии. Напротив, древние внутренние планетезимали идеально соответствуют наблюдаемым характеристикам Земли. Полученные результаты доказывают, что формирование планеты было многоступенчатым процессом, в ходе которого она поглощала материал разных поколений, а не только «посылки» из дальнего космоса.