Život na Zemi mohl vzniknout díky šťastné planetární kolizi

Na rané Zemi chyběly základní prvky života, dokud je nepřidala srážka s Theiou. Tato náhodná událost umožnila vznik života. Podle nové studie Institutu geologických věd univerzity v Bernu trvalo po vzniku Sluneční soustavy necelé tři miliony let, než se dokončilo chemické složení prazemě. V této fázi však mladá planeta neobsahovala téměř žádné klíčové složky pro vznik života, jako je voda nebo uhlíkaté sloučeniny. Vědci dospěli k závěru, že vodu na Zemi pravděpodobně přinesly až pozdější dopad planetek a komet, které vytvořily podmínky potřebné pro vznik života.

Země zůstává jedinou známou planetou, na které existuje život, s tekutou vodou a stabilní atmosférou. Když však planeta vznikla, její prostředí bylo daleko od obyvatelnosti. Oblak plynu a prachu, z něhož vznikla Sluneční soustava, obsahoval těkavé prvky nezbytné pro život, včetně vodíku, uhlíku a síry. Ale ve vnitřní části Sluneční soustavy – kde se dnes nacházejí Merkur, Venuše, Země, Mars a pás asteroidů – tyto těkavé látky nemohly snadno přežít.

Intenzivní záření Slunce zabránilo jejich kondenzaci, takže zůstaly převážně v plynném stavu. Protože nebyly začleněny do horninového materiálu, z něhož se tvořily planety, měla prazemě nakonec velmi málo těchto důležitých prvků. Akumulovat je mohla pouze nebeské tělesa, která se tvořila dále od Slunce, v chladnějších oblastech. Otázka, kdy a jak se Země stala planetou schopnou podporovat život, zůstává nevyřešena.

Rekonstrukce rané chemie Země
Ve své studii vědci univerzity v Bernu poprvé prokázali, že chemické složení prazemě bylo plně ustaveno během tří milionů let od vzniku Sluneční soustavy – avšak v podobě, která znemožňovala existenci života. Jejich zjištění, publikovaná v časopise Science Advances, naznačují, že pozdější událost musela dodat chybějící složky, které proměnily Zemi v obyvatelný svět.

Hlavním autorem studie je Pascal Kruttasch, který tuto práci dokončil v rámci své disertační práce na Institutu geologických věd za podpory Švýcarské národní vědecké nadace. Nyní pokračuje ve svém výzkumu jako postdoktorandský stipendista SNSF na Imperial College London.

Použití přesných hodin k měření historie vzniku Země
Vědci kombinovali izotopová data s měřeními prvků z meteoritů a pozemských hornin, aby vysledovali, jak vznikla Země. Pomocí modelových výpočtů byli schopni určit časové období, ve kterém se formovalo chemické složení Země, a porovnat jej s chemickým složením jiných planetárních stavebních kamenů.

Kruttasch vysvětluje: „K určení přesného stáří byl použit vysoce přesný systém měření času založený na radioaktivním rozpadu manganu-53. Tento izotop byl přítomen v raném slunečním systému a rozpadl se na chrom-53 s poločasem rozpadu přibližně 3,8 milionu let.“ Tato metoda umožnila určit stáří materiálů starých několik miliard let s přesností menší než jeden milion let. „Tato měření byla možná pouze díky tomu, že univerzita v Bernu disponuje mezinárodně uznávanou odborností a infrastrukturou pro analýzu mimozemských materiálů a je lídrem v oblasti izotopové geochemie,“ říká spoluautor studie Klaus Mezger, emeritní profesor geochemie na Institutu geologických věd univerzity v Bernu.

Život na Zemi díky kosmické náhodě?
Pomocí modelových výpočtů výzkumný tým dokázal, že chemická signatura prazemě, tj. jedinečný vzorec chemických látek, z nichž se skládá, byla kompletní již méně než tři miliony let po vzniku Sluneční soustavy. Jejich studie tak poskytuje empirická data o době vzniku původního materiálu mladé Země. „Naše Sluneční soustava vznikla před asi 4,568 miliardami let. Vzhledem k tomu, že vytvoření chemických vlastností Země trvalo pouze 3 miliony let, je to překvapivě rychlé,“ říká první autor studie Kruttasch.

Výsledky studie tak podporují předpoklad, že pozdější srážka s jinou planetou – Theiou – přinesla rozhodující zlom a učinila Zemi planetou vhodnou pro život. Theia se pravděpodobně vytvořila dále ve Sluneční soustavě, kde se hromadily těkavé látky, jako je voda. „Díky našim výsledkům víme, že prazemě byla zpočátku suchá skalnatá planeta. Lze tedy předpokládat, že teprve srážka s Theiou přinesla na Zemi těkavé prvky a nakonec tam umožnila vznik života,“ říká Kruttasch.

Životní podmínky ve vesmíru nelze považovat za samozřejmost
Nová studie významně přispívá k našemu porozumění procesům v rané fázi Sluneční soustavy a poskytuje vodítka k tomu, kdy a jak mohou vznikat planety, na kterých je možný život. „Země nevděčí za svou současnou vhodnost pro život neustálému vývoji, ale pravděpodobně náhodné události – pozdnímu dopadu cizího tělesa bohatého na vodu. To jasně ukazuje, že vhodnost pro život ve vesmíru není vůbec samozřejmostí,“ říká Mezger.

Dalším krokem by bylo podrobnější prozkoumání kolize mezi prazemí a Theiou. „Dosud není tato kolize dostatečně prozkoumána. Potřebujeme modely, které dokážou plně vysvětlit nejen fyzikální vlastnosti Země a Měsíce, ale také jejich chemické složení a izotopové signatury,“ uzavírá Kruttasch.

Zdroj: https://scitechdaily.com/life-on-earth-may-be-thanks-to-a-lucky-planetary-collision/

autor: František Martinek