Международная группа специалистов под руководством ученых Калифорнийского технологического института выяснила, что Земля начала образовываться при аккреции сухих и твердых «блоков» вещества. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science Advances, раскрывают, что первая вода на планете появилась на поздней стадии ее формирования.
Чтобы выяснить, из какого материала формировалась Земля, ученые анализируют химический состав силикатных геохимических резервуаров планеты. Таким резервуаром являются, например, базальты океанических островов (OIB) — это вулканическая порода, источником которой являются мантийные плюмы, поднимающиеся к поверхности от самой границы мантии и ядра. Другим резервуаром силикатов являются базальты срединно-океанических хребтов (MORB), где происходит раздвигание морского дна, и источником этих базальтов является верхняя часть мантии.
Высокоточный анализ изотопов ксенона показал, что соотношение ксенона-129 и ксенона-136 OIB в 2,8 раза ниже, чем это же соотношение у MORB. Поскольку ксенон-129 образуется при распаде летучего иода-129, а ксенон-136 — в результате распада плутония-244, то это означает, что низкое соотношение йода и плутония установилось в первые 80-100 миллионов лет существования Солнечной системы.
Чтобы объяснить, с чем связано низкое соотношение йода и плутония, исследователи провели многоэтапное моделирование формирования земного ядра. Оказалось, что само по себе образование ядра вряд ли объясняет разницу в соотношениях между йодом и плутонием между мантийными резервуарами. Ученые связывают это с неоднородной аккрецией: сначала в формировании Земли принимали участие планетезимали с низким содержанием летучих веществ, после чего последовала вторичная фаза аккреции метеоритов с высоким содержанием летучих веществ.
Результаты означают, что Земля получила часть летучих веществ, включая воду, в результате поздней аккреции хондритов с заметным вкладом углистых хондритов — это метеориты преимущественно силикатного состава, которые содержат соединения углерода и гидратированные минералы. Предполагается, что сходным образом должны были сформироваться Меркурий и Венера.
