Остатки протоземли: древние фрагменты доисторической планеты под нашими ногами

Учёные обнаружили в древних породах следы вещества, которое сохранилось со времён, когда Земля только формировалась — до гигантского столкновения, породившего Луну. Эти необычные изотопные «подписи» калия могут быть первым прямым свидетельством того, что частицы протоземли до сих пор существуют в недрах нашей планеты. Если эта гипотеза подтвердится, то под нашими ногами буквально скрываются фрагменты самой ранней версии Земли — той, какой она была более четырёх миллиардов лет назад.

Как могла сохраниться древнейшая материя Земли

С момента своего рождения Земля пережила не один катастрофический этап — от океанов лавы до столкновений с другими небесными телами. Самое масштабное из них произошло около 4,5 миллиарда лет назад, когда в молодую Землю врезалось тело размером с Марс. Этот удар привёл к образованию Луны и полностью перетопил недра планеты, изменив её химический состав. Казалось, что после этого от «первозданной» Земли не осталось ничего.

Однако новое исследование, проведённое группой геохимиков под руководством Николь Ни (Nicole Nie) из MIT, ставит под сомнение эту уверенность. Изучая изотопный состав калия в древнейших породах, учёные обнаружили нехарактерные значения, которые невозможно объяснить ни современными геологическими процессами, ни последствиями поздних космических ударов. Всё указывает на то, что эти камни сохранили химический след древней протоземли — доударной версии нашей планеты.

Изотопы калия как ключ к доисторической загадке

Калий — один из распространённых элементов земной коры, но его изотопы (атомы с разным числом нейтронов) могут рассказать удивительно много о ранней истории планет. В природе существуют три изотопа калия — 39, 40 и 41. На Земле преобладают первые два, а радиоактивный калий-40 встречается в крайне малых количествах. Именно по нему учёные часто определяют возраст пород и планетарных тел.

Команда MIT применила метод термической ионизационной масс-спектрометрии, который позволяет измерять соотношения изотопов с поразительной точностью. Для анализа были выбраны образцы пород из разных уголков планеты — древние архейские базальты из Гренландии, Канады и Южной Африки, а также современные вулканические породы с Гавайев и острова Реюньон.

Результаты оказались неожиданными: содержание калия-40 в этих породах было ещё ниже, чем в обычных земных минералах. Это значит, что в их химическом «отпечатке» сохранилась смесь, существовавшая до удара, когда Земля ещё не была окончательно сформирована. По словам исследователей, такая редкая подпись могла выжить только в глубинных слоях мантии, куда не проникли потоки расплавленного вещества во время последующих геологических эпох.

Следы доударной Земли

Учёные провели компьютерное моделирование, чтобы понять, как менялось количество калия-40 в ходе эволюции планеты. В моделях учитывались последствия гигантского столкновения, образование Луны, а также внутреннее «перемешивание» вещества Земли за миллиарды лет. Все эти процессы должны были увеличить долю калия-40, но найденные образцы, напротив, оказались беднее им — что делает их потенциальными свидетелями древней эпохи.

«Это может быть первое прямое свидетельство того, что материалы протоземли уцелели до наших дней, — говорит Николь Ни. — Мы буквально видим фрагмент очень древней Земли, существовавшей до гигантского удара. Это невероятно, ведь за миллиарды лет такие следы должны были стереться».

Ранее команда учёных уже проводила сравнение состава различных метеоритов, образовавшихся в разных частях Солнечной системы. Тогда выяснилось, что калий действительно может служить своеобразным «трассером» — маркером, по которому можно отслеживать происхождение строительных блоков планет. Но новые данные показали, что ни один известный тип метеоритов не совпадает по соотношению изотопов с найденными земными образцами. Это значит, что материал, из которого формировалась Земля, уникален и, возможно, до сих пор не встречен в метеоритных коллекциях.

Что это значит для понимания происхождения Земли

Если гипотеза верна, то в глубинах нашей планеты действительно могут существовать уцелевшие «островки» первозданного вещества, сохранившие химическую память о времени до формирования Луны. Это открывает новую страницу в изучении ранней Солнечной системы — периода, когда из пыли и камней рождались планеты, а гигантские столкновения определяли их судьбу.

По сути, геологи получили шанс заглянуть в самые первые секунды жизни Земли, не покидая собственную планету. Ведь эти древние породы — не просто камни, а капсулы времени, донёсшие до нас эхо мира, каким он был задолго до появления жизни.

Статья по теме на LifeGlobe.net: Астрономы обнаружили новую квазилуну Земли — астероид 2025 PN7

Интересный факт

Учёные полагают, что если бы гигантское столкновение не произошло, Земля могла бы остаться без Луны — а значит, без устойчивых приливов и ритмов, которые сыграли важную роль в развитии жизни. Иронично, что следы протоземли, обнаруженные сегодня, напоминают о том, как из разрушения рождается гармония.