Sciencemag.cz
Related Articles
NASA koordinovala výzkum zjišťující, jak raná Země získala některé prvky nezbytné k její obyvatelnosti. Vědci navrhují novou roli Jupiteru v distribuci biogenních prvků v mladé Sluneční soustavě. Studie zkoumá tuto historii na základě poměru fosforu k dusíku v železných meteoritech a v mladších chondritech.
Sluneční soustava vznikla z plynu a prachu, které před více než 4,5 miliardami let vířily kolem protoslunce. Tento plyn obsahoval suroviny potřebné k vytvoření planet, měsíců a nakonec i života, jak jej známe. Dva prvky, které mají pro život zvláštní význam, jsou dusík a fosfor.
V nejranějších fázích vývoje Sluneční soustavy se plyn a prach spojovaly do těles označovaných jako planetesimály. Zatímco tato tělesa obíhala kolem mladého Slunce, v chaotickém prostředí docházelo ke srážkám planetesimál, které po celé soustavě zanechávaly roztříštěné úlomky. Mnohé z těchto úlomků se nakonec staly součástí planet a měsíců. Ostatní úlomky přežily dodnes jako asteroid. Ty částečně stále obíhají kolem Slunce; pokud dopadly na Zem, můžeme je nalézat jako meteority. Tyto meteority nám tak poskytují pohled do rané Sluneční soustavy v době, kdy samotná Země ještě neexistovala.
Chondritové a železné meteority představují dvě různé třídy. Železné meteority jsou husté, kovové objekty tvořené převážně slitinou železa a niklu. Chondritové meteority jsou naopak kamenné objekty; většina meteoritů, které byly na Zemi nalezeny, spadá do této skupiny.
Každý typ meteoritu pochází z planetesimál existujících v různých obdobích. Nejstarší generace planetesimál je zdrojem železných meteoritů. Chondritové meteority pocházejí z druhé generace planetesimál, která se vytvořila o 2–3 miliony let později.
Mezi vědci panují spory, odkud se vzaly zásoby prvků nezbytných pro život na Zemi. Některé důkazy poukazují na chondrity ve vnějším Sluneční soustavě, které se pohybovaly směrem dovnitř a dorazily k Zemi v pozdní fázi procesu formování naší planety. Nová studie však vypráví jiný příběh.
Pomocí laboratorních experimentů a geochemických modelů vědci rekonstruovali mapu poměrů fosforu a dusíku (P/N) v rané Sluneční soustavě a zjistili rozdíly mezi první (železné meteority) a druhou (chondrity) generací planetesimál. Experimenty a následné geochemické modelování ukázaly, že první generace měla ve vnější Sluneční soustavě vyšší poměr P/N, přičemž tento poměr směrem ke Slunci klesal. U druhé generace planetesimál se tento trend obrátil a vyšší poměry P/N byly zaznamenány ve vnitřní Sluneční soustavě.
Předpokládá se, že během formování první generace planetesimál došlo k odtoku materiálu směrem ven, což zvýšilo poměr P/N ve vnější Sluneční soustavě. Pak do hry zasáhl Jupiter. Jak se Jupiter formoval a dorůstal do obrovských rozměrů (a gravitačního vlivu), omezila tato planeta pohyb fosforu a dusíku z vnitřní části Sluneční soustavy do vnější. To znamenalo, že když se objevila druhá generace planetesimál, ty ve vnitřní části Sluneční soustavy si zachovaly vyšší poměr P/N než jejich protějšky dále od Slunce.
„Pro naši Sluneční soustavu se zdá, že přítomnost Jupiteru a historie jeho růstu skutečně hrály klíčovou roli při určování rozložení základních chemických složek nezbytných pro vznik obyvatelné planety,“ uvedl spoluautor studie Rajdeep Dasgupta z Rice University v Houstonu. „Zůstává otevřenou otázkou, zda lze vytvořit bilanci prvků nezbytných pro život podobnou té na Zemi bez existence planety podobné Jupiteru v systému.“
Modelování geochemické akrece dále ukazuje, že současný poměr P/N na Zemi nejlépe reprodukují planetesimály vnitřní Sluneční soustavy, ať už související s železnými meteority nebo s chondrity.
„Studie naznačuje, že Země získala své zásoby prvků nezbytných pro život, fosforu a dusíku, především z vnitřní Sluneční soustavy, aniž by k tomu byl zapotřebí významný příspěvek chondritů z vnější části,“ říká spoluautor studie Debjeet Pathak (rovněž Rice University).
Debjeet Pathak et al, Phosphorus-nitrogen systematics of first-generation planetesimals constrain life-essential element delivery to Earth, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed8749
Zdroj: NASA / Phys.org, přeloženo / zkráceno
