O călătorie interesantă între stelele Pământului de Carbon

Este impresia artistului despre o tânără stea înconjurată de un disc protoplanetar care creează o planetă. Credit: Observatorul Europei de Sud

Suntem alcătuite din praf de stele, spune zicala, iar câteva studii la Universitatea din Michigan cred că poate fi mai adevărat decât am crezut pentru prima dată.

Primul studiu, condus de cercetătorul UM Jie (Jackie) Li, a fost publicat în Progrese în știință, a constatat că cea mai mare parte a carbonului Pământului a fost emis din mijloace stelare, din materialul din spațiul dintre stele dintr-o galaxie. Acest lucru a mers probabil după ce discul protoplanetar a înconjurat tânărul nostru soare și a creat și a încălzit un nor de praf și gaz care conținea blocurile de construcție ale planetelor.

La un milion de ani de la nașterea soarelui, carbonul a fost, de asemenea, deturnat în solide; ceea ce înseamnă că carbonul, coloana vertebrală a vieții terestre, a trecut o călătorie între stele către planeta noastră.

Anterior, cercetătorii credeau că carbonul Pământului provine inițial din moleculele din gazul nebular și apoi din gazele care au intrat pe o planetă stâncoasă când erau suficient de reci pentru a arunca în aer moleculele. Li și echipa sa, astronomul UM Edwin Bergin, Geoffrey Blake de la California Institute of Technology, Fred Ciesla Universitatea din Chicago și Marc Hirschmann de la Universitatea din Minnesota au declarat în acest studiu că moleculele de gaz care conțin carbon nu ar fi disponibile pentru a construi Pământul, deoarece atunci când carbonul se evaporă, acesta nu devine din nou solid.

Lur Osoa Apollo 17

Această imagine a lui Apollo 17 și a altora ca acesta a capturat emisfere întregi de apă, pământ și vreme. Această fotografie a fost prima vedere a corpului de gheață al Polului Sud. Aproape toată coasta Africii este vizibilă, împreună cu Peninsula Arabică. Credit: NASA

„Modelul de condensare a fost folosit mult timp de zeci de ani. Când s-a format soarele, a presupus că toate elementele de pe planetă s-au evaporat și, pe măsură ce discul s-a răcit, unele dintre aceste gaze s-au condensat și au furnizat componente chimice corpurilor solide. Dar acest lucru nu funcționează pentru carbon “, a spus Li, profesor UM la Departamentul de Științe ale Pământului și al Mediului.

O mare parte din carbon a fost introdusă în disc ca molecule organice. Cu toate acestea, atunci când carbonul se evaporă, produce specii mai volatile care necesită temperaturi foarte scăzute pentru a forma solide. Mai important, carbonul nu se recondensează într-o formă organică. Prin urmare, Lik și echipa sa au ajuns la concluzia că cea mai mare parte a carbonului Pământului a fost moștenită direct din mediul stelar, prevenind complet evaporarea.

Pentru a înțelege mai bine cum Pământul și-a dobândit carbonul, Li a calculat cantitatea maximă de carbon pe care Pământul o putea conține. Pentru a face acest lucru, el a comparat o undă seismică cu viteza sonoră cunoscută a miezului care trece prin direcția nucleului. Acest lucru le-a spus cercetătorilor că carbonul este probabil mai mic de jumătate la sută din masa Pământului. Înțelegerea cantității de carbon pe care o poate conține pământul la limitele superioare oferă cercetătorilor informații despre momentul în care s-ar putea da carbon aici.

„Am pus o altă întrebare: am întrebat cât de mult carbon puteți umple în centrul Pământului și să fiți în concordanță cu toate limitele”, a spus Bergin, profesor și președinte al Departamentului de Astronomie al UM. „Există incertitudine aici. Să ne uităm la incertitudinea care sunt adevăratele limite superioare în ceea ce privește cât de adânc este carbonul pe Pământ, ceea ce ne va spune peisajul real pe care îl avem în interior “.

Carbonul de pe o planetă trebuie să fie în proporția corectă pentru a susține viața pe care o cunoaștem. Prea mult carbon și ar fi ca atmosfera Pământului Venus, Captarea căldurii soarelui și menținerea unei temperaturi de aproximativ 880 de grade Fahrenheit. Cu emisii scăzute de carbon, iar Pământul ar arăta așa Marte: un loc inospitalier incapabil să susțină viața pe bază de apă, cu o temperatură de aproximativ 60.

Într-un al doilea studiu realizat de același grup de autori, dar condus de Hirschmann de la Universitatea din Minnesota, cercetătorii au analizat modul în care este procesat carbonul atunci când micii precursori planetari, cunoscuți sub numele de planetesimali, rețin inițial carbonul. Examinând nucleele metalice ale acestor corpuri, care sunt acum conservate ca meteoriți de fier, au descoperit că o mare parte din carbon trebuie pierdut în acest pas cheie de origine planetară pe măsură ce planetesimalele se topesc, formează nuclei și pierd gaz. Acest lucru supără gândirea anterioară, spune Hirschmann.

„Majoritatea modelelor conțin carbon și alte materiale esențiale pentru viață, cum ar fi apa și azotul din nebuloasă până la corpurile stâncoase primitive și apoi către planete mai mari, cum ar fi Pământul sau Marte”, a spus Hirschmann, profesor de Pământ și Științe ale Mediului. “Dar asta vinde un pas cheie, deoarece planetesimalele pierd mult carbon înainte de a intra pe planete.”

Cercetările lui Hirschmann au fost publicate recent anul trecut Lucrările Academiei Naționale de Științe.

„Planeta are nevoie de carbon pentru a-și regla clima și a permite existența vieții, dar este un lucru foarte dificil”, a spus Bergin. „Nu vrei să fii prea mic, dar nu vrei să fii prea mult”.

Bergin spune că cele două studii descriu două aspecte diferite ale pierderii de carbon și sugerează că pierderea de carbon este un aspect cheie în construirea Pământului ca planetă viabilă.

„Răspunsul la existența sau nu a unor planete precum Pământul în altă parte poate fi realizat doar lucrând la intersecția unor discipline precum astronomia și geochimia”, a spus Ciesla, profesor de științe geofizice, C. „Deși întrebările specifice formulate de cercetători și răspunsurile la cercetare sunt domenii diferite, construirea unei povești coerente necesită identificarea problemelor de interes reciproc și găsirea unor modalități de depășire a decalajelor intelectuale dintre ei. Este dificil să faci asta, dar efortul este încurajator și plin de satisfacții. “

Blake, co-autor al ambelor studii și profesor de cosmologie și știință și chimie planetară la Caltech, spune că acest tip de muncă interdisciplinară este esențială.

„Numai în istoria galaxiei noastre, planete stâncoase precum Pământul sau ceva mai mari s-au adunat de sute de milioane de ori în jurul stelelor precum Soarele”, a spus el. „Putem extinde această lucrare la un studiu mai larg al pierderii de carbon în sistemele planetare? Aceste studii vor acoperi o comunitate diversificată de cercetători. “

Referință: 2 aprilie 2021, Progrese în știință.

Sursele de finanțare pentru această cercetare colaborativă sunt National Science Foundation, NASAProgramul de cercetare Exoplanets, Programul lumilor emergente al NASA și Programul NASA de astrobiologie.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.