Forskare vid universitetet i Munster har upptäckt att jorden fick sitt vatten från en kollision med Theia. Theia var den forntida kroppen som kolliderade med jorden och bildade månen. Deras upptäckt visar att jordens vatten är mycket gammalare än tidigare trott.
Den stående teorin för bildandet av månen involverar en forntida kropp som heter Theia. För cirka 4,4 miljarder år sedan kolliderade Theia med jorden. Kollisionen skapade en massiv skräpring, och månen bildades av det skräpet.
Den stående teorin säger också att jorden samlade sitt vatten över tiden, efter kollisionen med Theia, med kometer och asteroider som levererade vattnet. Men den nya studien från University of Munster presenterar bevis som stöder en annan källa för jordens vatten: Theia själv.
"Vår strategi är unik eftersom den för första gången tillåter oss att förena ursprunget till vatten på jorden med bildandet av månen."
Thorsten Kleine, professor i planetologi vid universitetet i Münster.
Forskare har länge tänkt att Theia var en kropp från det inre solsystemet, eftersom det var stenigt i naturen. Men den nya studien säger att det inte är fallet. Istället hade Theia sitt ursprung i det yttre solsystemet.
Nyckeln till att förstå dessa händelser är idén om de våta och torra delarna av vårt solsystem. Solsystemet bildades för ungefär 4,5 miljarder år sedan, och vi vet att hur det var strukturerat ledde till en torr inre region och en våt yttre region. Jorden är lite av ett mysterium, eftersom den bildades i det torra området, närmare solen, men ändå har det ett överflöd av vatten. Så studier som den här, som försöker förstå hur Jorden fick sitt vatten, är viktiga.
Mycket eller vår förståelse av jordens vatten kommer från två typer av meteoriter: kolhaltiga meteoriter, som är rika på vatten, och icke-kolhaltiga meteoriter, som är torrare. Och kolhaltiga meteoriter kommer från det yttre solsystemet, medan de torrare icke-kolhaltiga meteoriterna kommer från det inre solsystemet. Har du allt det?
Det finns många bevis på att jordens vatten levererades av de våta kolhaltiga meteoriterna från det yttre solsystemet, men när och hur det hände har aldrig varit säkert. Denna studie ger visshet till frågan.
"Vi har använt molybdenisotoper för att besvara den här frågan."
Dr Gerrit Budde, huvudförfattare, Institute of Planetology i Munster.
Studien kallas "Molybden isotopisk bevis för den sena anslutningen av yttre solsystemmaterial till jorden", och den publiceras i tidskriften Nature Astronomy. Som titeln klargör handlar det om isotoper av molybden och skillnaden mellan molybden i jordens kärna och molybden i jordens mantel.
”Vi har använt molybdenisotoper för att besvara den här frågan. Molybdenisotoperna gör att vi tydligt kan skilja karbonhaltigt och icke-kolhaltigt material, och som sådan representerar ett "genetiskt fingeravtryck" av material från det yttre och inre solsystemet, "förklarar Dr. Gerrit Budde från Institutet för Planetologi i Münster och huvudförfattare av studien.
Varför molybden? Eftersom den har en mycket användbar egenskap när det gäller att besvara frågan om jordens vatten. Molybden är mycket järnvänlig, vilket betyder att det mesta finns i jordens kärna, som till stor del är järn.
Kärnan är gammal, eftersom jorden var en smält boll i sina tidiga dagar och tyngre element som järn migrerade för att bilda kärnan. Eftersom molybden älskar järn, gick molybden också till kärnan. Men det finns också molybden i jordskorpan, som måste ha levererats till jorden efter att den svalnat, annars skulle den ha migrerat till kärnan också. Så jorden har två populationer av molybden, och de är varandra olika isotoper.
Och det sent-till-partiet molybden i jordens mantel måste ha kommit från kroppar som kraschade in i jorden senare i dess bildning. "Molybden som är tillgänglig idag i jordens mantel härstammar därför från de sena stadierna av jordens bildning, medan molybden från tidigare faser är helt i kärnan," förklarar Dr. Christoph Burkhardt, studiens andra författare.
Vad dessa resultat gör för första gången tydligt är att kolhaltigt material från solsystemets yttre, våta område anlände sent på jorden.
Men uppsatsen går längre än så. Eftersom molybden i manteln måste ha kommit från det yttre solsystemet, på grund av att det var en annan isotop, betyder det att Theia också måste komma från det yttre solsystemet. Forskarna bakom denna forskning visar att kollisionen med Theia gav tillräckligt med kolhaltigt material för att stå för majoriteten av jordens vatten.
”Vår strategi är unik eftersom den för första gången tillåter oss att förena ursprunget till vatten på jorden med bildandet av månen. För att uttrycka det helt enkelt, utan månen skulle det förmodligen inte finnas något liv på jorden, säger Thorsten Kleine, professor i planetologi vid universitetet i Münster.
