Журнал Кванта

22 января 2018 г.

Как могла выглядеть молодая Земля во время поздней тяжелой бомбардировки.

Центр космических полетов Годдарда НАСА

Соавтор

22 января 2018 г.

В засушливом, пропитанном солнцем северо-западном уголке Австралии, вдоль тропика Козерога, виднеется самый старый лик Земли. Проезжайте некоторое время по северной глубинке, к югу от Порт-Хедленда на побережье, и вы наткнетесь на холмы, смягченные временем. Они являются частью региона под названием Кратон Пилбара, который образовался около 3,5 миллиардов лет назад, когда Земля была еще молода.

Присмотрись. Из пласта на одном из этих холмов вырывается нагромождение древней оранжево-кремовой породы: месторождение, называемое Апекс Черт. Внутри этой скалы, которую можно увидеть только в микроскоп, есть крошечные трубки. Некоторые похожи на петроглифы, изображающие торнадо; другие напоминают сплюснутых червей. Это одни из самых противоречивых образцов горных пород, когда-либо собранных на этой планете, и они могут представлять собой одни из древнейших форм жизни, когда-либо обнаруженных.

В прошлом месяце исследователи дали еще один залп в продолжавшихся десятилетиями дебатах о природе этих форм. По словам Джона Вэлли, геохимика из Университета Висконсина, это действительно ископаемая жизнь, и они датируются 3,465 миллиарда лет назад. Если Вэлли и его команда правы, окаменелости предполагают, что жизнь значительно разнообразилась в начале бурной молодости планеты.

Окаменелости пополнили волну открытий, указывающих на новую историю древней Земли. В прошлом году отдельные группы исследователей раскопали, измельчили и подвергли лазерной обработке куски породы, которые могут содержать жизнь, датируемую 3,7, 3,95 и, возможно, даже 4,28 миллиарда лет назад. Все эти микроокаменелости – или связанные с ними химические доказательства – являются предметом горячих споров. Но все они ставят под сомнение традиционную историю.

Согласно этой истории, в течение полумиллиарда лет после своего образования Земля была адской и горячей. Младенческий мир был бы разорван вулканической деятельностью и подвергнут бомбардировке другими планетарными обломками, создавая настолько ужасную и непригодную для жизни окружающую среду, что геологическую эпоху называют Гадейской, в честь греческого подземного мира. Жизнь могла возникнуть только после того, как около 3,8 миллиарда лет назад прекратился особенно жестокий обстрел астероидов.

Но эта история все чаще подвергается критике. Многие геологи сейчас полагают, что Земля с самого начала могла быть прохладной и водянистой. Самые старые породы в истории позволяют предположить, что части коры планеты остыли и затвердели 4,4 миллиарда лет назад. Наличие кислорода в этих древних камнях позволяет предположить, что вода на планете была еще 4,3 миллиарда лет назад. И вместо эпохальной, последней бомбардировки метеоритные удары могли бы постепенно стихнуть по мере того, как Солнечная система стабилизировалась в своей нынешней конфигурации.

«На самом деле, на раннем этапе все было намного больше похоже на современный мир, в некоторых отношениях. Там была вода, потенциально некая устойчивая кора. Не исключено, что существовал бы обитаемый мир и какая-то жизнь, ", - сказала Элизабет Белл, геохимик из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

В совокупности последние данные с древней Земли и Луны рисуют картину совсем другой Гадейской Земли: совершенно твердого, умеренного, метеоритно-чистого и водного мира, Эдема с самого начала.

Около 4,54 миллиарда лет назад Земля формировалась из пыли и камней, оставшихся после рождения Солнца. Меньшие остатки солнечной энергии постоянно обрушивались на молодую Землю, нагревая ее и насыщая радиоактивными материалами, которые еще больше нагревали ее изнутри. Океаны магмы покрыли поверхность Земли. Тогда Земля была не столько каменистой планетой, сколько раскаленным шаром лавы.

Вскоре после того, как Земля объединилась, в нее с невероятной силой врезалась своенравная планета, возможно, снова испарив Землю и образовав Луну. Удары метеоритов продолжались, некоторые из них образовали кратеры диаметром 1000 километров. В стандартной парадигме гадейского эона эти удары завершились нападением, получившим название «Поздняя тяжелая бомбардировка», также известным как лунный катаклизм, во время которого астероиды эмигрировали во внутреннюю часть Солнечной системы и начали наносить удары по скалистым планетам. На протяжении всей этой ранней эпохи, закончившейся около 3,8 миллиарда лет назад, Земля была расплавленной и не могла поддерживать кору твердой породы, не говоря уже о жизни.