Misteri air bumi semakin dalam dengan bukti meteorit baru
Mendapatkan wawasan dapat membantu memahami waktu dan proses kemunculan kehidupan.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh seorang ilmuwan Brunswick baru Rutgers telah menemukan bahwa air tiba di Bumi kemudian dalam pembentukannya daripada yang diyakini sebelumnya. Penemuan ini memiliki implikasi penting untuk pemahaman ketika kehidupan pertama kali muncul di planet ini.
Studi yang diterbitkan di Geochimica et Cosmochimica Actamemberikan bukti bahwa air dikirimkan selama tahap akhir evolusi Bumi dari debu dan gas – suatu proses yang disebut ahli geologi sebagai pertambahan akhir.
Para ilmuwan berusaha belajar ketika bahan -bahan konstituen yang diperlukan untuk kehidupan muncul sehingga mereka dapat memahami bagaimana dan kapan kehidupan dimulai. Menurut pemahaman ilmiah saat ini, setidaknya tiga bahan yang diperlukan sangat penting untuk memulai kehidupan. Ini adalah air, energi, dan sup bahan kimia organik yang dikenal sebagai CHNOPS – silatan ilmiah untuk karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor, dan belerang.
“Ketika air dikirim ke planet ini adalah pertanyaan utama yang belum terjawab dalam sains planet,” kata Katherine Bermingham, seorang profesor di Departemen Ilmu Bumi dan Planet di Sekolah Seni dan Sains Rutgers dan penulis utama penelitian tersebut. “Jika kita tahu jawabannya, kita dapat membatasi kapan dan bagaimana kehidupan berkembang.”
Bermingham adalah seorang cosmogeochemist, seorang ilmuwan yang mempelajari komposisi kimia materi dalam tata surya, terutama yang berfokus pada asal dan evolusi tata surya dan planet -planet berbatu dengan menganalisis batuan bumi dan bahan ekstraterrestrial seperti meteorit.
Mempelajari isotop molibdenum
Menggunakan spektrometri massa ionisasi termal dan metode analitik baru yang dikembangkan tim, Bermingham dan rekannya mempelajari isotop elemen molibdenum. Isotop adalah bentuk elemen dengan jumlah proton yang sama tetapi jumlah neutron yang berbeda. Ini memungkinkannya untuk berbagi sifat kimia yang sama sambil memiliki massa atom yang berbeda.
“Komposisi isotop molibdenum dari batuan bumi memberi kita jendela khusus ke dalam peristiwa yang terjadi sekitar waktu pembentukan inti akhir Bumi, ketika 10% terakhir hingga 20% bahan sedang dirakit oleh planet ini. Periode ini dianggap bertepatan dengan formasi bulan, ”kata Bermingham.
Mereka mengekstraksi molibdenum dari sampel meteorit yang diperoleh dari Museum Nasional Sejarah Alam Lembaga Smithsonian. Komunitas ilmiah telah membagi meteorit menjadi dua kelompok umum – yang pertama, “CC,” dengan elemen -elemen konstituen yang menunjukkan meteorit yang terbentuk di tata surya luar, lebih basah, dan lebih basah. Kelompok kedua, “NC,” memiliki karakteristik yang menunjukkan meteoritnya terbentuk di tata surya dalam, lebih kering, lebih kering. Studi ini berfokus pada sampel yang termasuk dalam kelompok NC.
Mereka membandingkan komposisi isotop molibdenum dari meteorit ini dengan batuan bumi dari Greenland, Afrika Selatan, Kanada, Amerika Serikat, dan Jepang yang dikumpulkan oleh ahli geologi lapangan. Molibdenum di batuan ini umumnya dianggap telah ditambahkan ke bumi selama bulan terbentuk, yaitu ketika pembentukan inti akhir terjadi. Inilah tepat ketika tim ingin mencari asal -usul air.
“Setelah kami mengumpulkan sampel yang berbeda dan mengukur komposisi isotopnya, kami membandingkan tanda tangan meteorit dengan tanda tangan batu untuk melihat apakah ada kesamaan atau perbedaan,” kata Bermingham. “Dan dari sana, kami menarik kesimpulan.”
Temuan kunci
Analisis menunjukkan bahwa batuan bumi yang mereka pelajari lebih mirip dengan meteorit yang bersumber dari meteorit tata surya bagian dalam (NC) daripada meteorit yang bersumber dari sistem surya luar (CC).
“Kita harus mencari tahu dari mana di blok bangunan Bumi Tata Surya kita – debu dan gas – datang dan sekitar ketika itu terjadi,” kata Bermingham. “Itulah informasi yang diperlukan untuk dipahami ketika panggung ditetapkan seumur hidup untuk memulai.”
Karena komposisi bahan kimia dari batuan bumi yang mereka pelajari cocok dengan meteorit sistem solar (NC) yang dianggap, para ilmuwan menyimpulkan bahwa bumi belum menerima banyak air dari peristiwa pembentukan bulan seperti yang diperkirakan sebelumnya. Temuan ini signifikan, kata Bermingham, karena teori pengiriman air yang populer adalah bahwa sejumlah besar air bumi ditambahkan ketika bulan terbentuk.
Penelitian ini, bagaimanapun, menunjukkan bahwa sejumlah besar air kemungkinan tidak datang selama periode pertumbuhan ini. Sebaliknya, data mendukung interpretasi bahwa air dikirim ke Bumi di bagian yang lebih kecil setelah bulan terbentuk, jauh kemudian selama pembentukan Bumi.
“Hasil kami menunjukkan bahwa peristiwa pembentukan bulan bukanlah pemasok air utama, tidak seperti apa yang telah dipikirkan sebelumnya,” kata Bermingham. “Temuan ini, bagaimanapun, memungkinkan sejumlah kecil air untuk ditambahkan setelah pembentukan inti akhir, selama apa yang disebut akresi terlambat.”
Referensi: “Sifat non-karbon dari pertambahan tahap akhir Bumi” oleh KR Bermingham, Ha Tornabene, RJ Walker, LV Godfrey, BS Meyer, P. Piccoli dan SJ Mojzsis, 5 November 2024, Geochimica et Cosmochimica Acta.
Doi: 10.1016/j.gca.2024.11.005
Studi ini didanai oleh Yayasan Sains Nasional AS dan NASA Institut Astrobiologi.
Penulis Rutgers lain dari penelitian ini termasuk Linda Godfrey, seorang asisten profesor riset, dan peneliti laboratorium Hope Tornebene, baik Departemen Ilmu Bumi dan Planet.
