Метеориты переписали историю образования Земли

Канадские и французские учёные использовали три ранее обнаруженных метеорита для анализа содержания в них изотопов неодима. Вопреки устоявшимся взглядам, их концентрация в "небесных гостях" оказалось той же, что и в земных горных породах. Это означает, что состав магмы и коры Земли куда ближе к типичному для других объектов Солнечной системы, чем полагали ранее. Статья об этом опубликована в Nature.

Учёные взяли образцы из трёх хондритных метеоритов (хондритов). Именно они раньше всего конденсировались из газа протопланетной туманности молодой Солнечной системы. Поэтому их состав — своеобразная точка отсчёта. Остальные тела в нашей системе появились за счёт соударения и слияния хондритов. Исследователи для надёжности использовали кальций-алюминиевые включения в составе этих метеоритов. Кальций и алюминий конденсировались первыми, поэтому даже для хондритов это своего рода живые ископаемые, самые древние их части.

Анализ показал, что содержание неодима-142 в кальций-алюминиевых включениях и земных горных породах практически одинаково. Более ранние находки, указывавшие на большее количество неодима в отдельных метеоритах, слишком малочисленны, чтобы на них можно было строить выводы. Скорее всего, они являются результатом случайного заноса твёрдых пород из другой планетарной системы. Известно, что вторичные осколки от крупных столкновений могут покидать свою собственную звёздную систему и через миллионы лет попадать в другие, где и остаются.

Неодим (и его самый распространённый изотоп неодим-142) — важный косвенный показатель того, какие именно геологические процессы шли на ранней Земле, и с какой скоростью. Дело в том, что в породах нашей планеты дефицит ряда тяжёлых элементов. Например, там полностью отсутствует иридий (кроме астероидного по происхождению). Это объясняют дифференциацией слоёв планеты: тяжёлый иридий рано утонул в магме, переместившись ближе к ядру Земли. Более лёгкие металлы тонули медленнее. Поэтому на поверхности суши немало неодима. Однако ранние попытки сравнить концентрацию неодима в Земле и в метеоритах показали, что его там всё же больше, чем в земных породах.

Чтобы ответить на вопрос, почему на Земле его меньше, были внесены поправки в теорию образования нашей планеты. Пришлось предположить, что разделение её на разные слои, включая магму и ядро, случилось очень быстро. Правда, удовлетворительно объяснить, как именно это могло происходить с такой большой скоростью, долго не удавалось.

Дифференциацию ускоряет остывание планеты, но никаких непротиворечивых механизмов, обеспечивающих достаточно быстрое остывание ранней Земли, так и не было предложено. Новое исследование показывает, что такой дифференциации просто не было. Это, конечно, снимает проблему поиска её гипотетического механизма.