건조하고 암석이 많은 빌딩 블록으로 형성된 지구

수십억 년 전, 우리의 어린 태양 주위를 도는 거대한 먼지, 가스, 암석 물질 원반에서 점점 더 큰 천체가 합쳐져 ​​결국 오늘날 우리가 보는 행성, 달, 소행성을 낳았습니다. 과학자들은 여전히 ​​우리의 고향 행성을 포함하여 행성이 형성되는 과정을 이해하려고 노력하고 있습니다. 연구자들이 지구가 어떻게 형성되었는지 연구할 수 있는 한 가지 방법은 행성 내부 깊은 곳에서 흘러나오는 마그마를 조사하는 것입니다. 이 샘플의 화학적 서명에는 지구를 형성하기 위해 함께 온 물질의 시간과 특성에 대한 기록이 포함되어 있습니다. 이는 화석이 지구의 생물학적 과거에 대한 단서를 제공하는 방식과 유사합니다.

자, Caltech의 연구에 따르면 초기 지구는 뜨겁고 건조한 물질로 인해 생성되었으며, 이는 생명 진화의 중요한 구성 요소인 지구의 물이 지구 형성 역사에서 늦게 도착했음에 틀림없다는 것을 나타냅니다.

국제 연구팀이 참여한 이 연구는 지구화학 조교수이자 Heritage Medical Research Institute 조사관인 Francois Tissot의 실험실에서 수행되었습니다. 중국 과학 아카데미 대학의 Yigang Zhang. 연구를 설명하는 논문이 저널에 게재됨 과학은 발전합니다. Caltech 대학원생 Weiyi Liu는 이 논문의 첫 번째 저자입니다.

인간은 지구 내부로 여행할 수 있는 방법이 없지만 지구 깊숙이 있는 암석은 자연스럽게 용암 형태로 지표면으로 이동할 수 있습니다. 이 용암의 부모 마그마는 지표면 아래 약 15km에서 시작하여 약 680km에 걸쳐 있는 상부 맨틀과 같이 지구 내의 다양한 깊이에서 발생할 수 있습니다. 또는 680km 깊이에서 우리 발 아래 약 2,900km에 있는 핵-맨틀 경계까지 이어지는 하부 맨틀입니다. 케이크의 다른 층(프로스팅, 필링, 스펀지)을 샘플링하는 것처럼 과학자들은 다양한 깊이에서 발생하는 마그마를 연구하여 지구 층의 다양한 “맛”을 이해할 수 있습니다. 내부에서 발견되는 화학 물질과 서로 간의 비율 .

지구의 형성은 순간적이지 않고 대신 시간이 지남에 따라 물질이 축적되기 때문에 하부 맨틀과 상부 맨틀의 샘플은 지구가 축적되는 동안 시간이 지남에 따라 어떤 일이 발생했는지에 대한 다른 단서를 제공합니다. 새로운 연구에서 팀은 초기 지구가 주로 건조하고 암석이 많은 물질로 구성되어 있음을 발견했습니다. 행성 내부의 화학적 신호는 물과 요오드와 같이 쉽게 증발되는 물질인 소위 휘발성 물질이 부족함을 보여주었습니다. 대조적으로, 상부 맨틀의 샘플은 하부 맨틀에서 발견된 것보다 3배 더 높은 비율의 휘발성 물질을 나타냈습니다. 이러한 화학적 비율에 기초하여 Liu는 지구가 뜨겁고 건조하며 바위 같은 물질로 형성되었으며 물을 포함하여 생명에 필수적인 휘발성 물질의 주요 추가가 지구 형성의 마지막 15%(또는 그 미만) 동안에만 발생했음을 보여주는 모델을 만들었습니다. .

이 연구는 최근 수십 년 동안 여러 패러다임 변화를 겪었고 여전히 활발한 과학적 논쟁이 특징인 분야인 행성 형성 이론에 중요한 기여를 했습니다. 이러한 맥락에서 새로운 연구는 유사하게 건조한 물질로 형성되었을 것으로 예상되는 다른 지구형 행성(수성과 금성)의 구성 요소 특성에 대한 중요한 예측을 제시합니다.

“외부 행성에 대한 우주 탐사는 정말 중요합니다. 물의 세계는 아마도 외계 생명체를 찾기에 가장 좋은 장소이기 때문입니다.”라고 Tissot는 말합니다. “하지만 내부 태양계를 잊어서는 안 됩니다. 거의 40년 동안 금성 표면에 닿은 임무가 없었고, 수성 표면에 대한 임무도 없었습니다. 우리는 그 세계를 연구할 수 있어야 합니다. 지구와 같은 지구형 행성이 어떻게 형성되었는지 더 잘 이해하기 위해서입니다.”

이 논문의 제목은 “I/Pu는 지구가 주로 휘발성이 낮고 분화된 미행성체에서 축적된 것을 밝힙니다.”입니다. Liu와 Tissot 외에도 공동 저자는 University of Chinese Academy of Sciences의 Zhang입니다. Université Paris Cité, Institut de physique du Globe de Paris의 Guillaume Avice; 중국과학원 Zhilin Ye; 데이비스 캘리포니아 대학교의 Qing-Zhu Yin. 자금은 중국 과학 아카데미, 국립 과학 재단, 과학 및 공학을 위한 패커드 펠로우십, Heritage Medical Research Institute 및 Caltech에서 제공했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230705142944.htm