Толкотня планет-гигантов — Юпитера и Сатурна — в ранние дни Солнечной системы, возможно, доставили строительные блоки в виде похожей на Меркурий планеты на совсем юную Землю, обеспечив планету химией, которая разогрела металл планеты и который остается жидким по сей день. Об этом говорит новое исследование.

С помощью компьютерного моделирования ученые пытаются решить две давних загадки о рецепте Матушки-природы для Земли. Первая — это почему на планете в изобилии редкоземельные металлы самарий (Sm) и неодим (Nd) по сравнению с метеоритами, которые считаются образцами строительных блоков Земли.

Вторая загадка — это как металлическое ядро планеты оставалось достаточно горячим в течение тысячелетий, чтобы продолжалась конвекция, процесс, генерирующий защитное магнитное поле Земли.

Ученые Оксфордского университета Анке Волерс и Бернард Вуд решили попробовать включить богатое серой тело вроде Меркурия в компьютерную модель образования Земли после того, как провели связи между предыдущими исследованиями коллег на тему редкоземельных элементов, в том числе самария и неодима, химическим несоответствием элементов между Землей и метеоритами и наблюдениями космического корабля MESSENGER о том, что уровень серы на Меркурии достаточно высок.

«Тогда мы решили провести эксперименты, чтобы проверить эту идею», — рассказал Вуд Discovery News.

Модели показали, что врезавшееся тело должно быть размером в 20-40 процентов от Земли, чтобы произвести нужную химическую смесь. Столкновение могло произойти, когда строительные блоки Земли объединялись вместе, или это мог быть возможный аналог Марса по имени Тейя, которая попала в Землю и привела к образованию Луны.

С движущимся Юпитером, внутренняя Солнечная система была как «шейкер», говорит Вуд.

«В таких условиях, похожее на Меркурий тело могло метаться внутрь и наружу. Можно представить похожую на Меркурий юную Землю или более позднее столкновение с подобным телом, в процессе которого образовалась Луна».

В экспериментах рассматривались возможные пути, по которым могли пойти редкоземельные элементы по мере окисления до сульфидов и силикатов железа. Это также объясняет, как богатое серой ядро могло оставить достаточно радиоактивного урана и других элементов, чтобы работало динамо Земли, вращение жидкого железа, генерирующего магнитное поле планеты.

«Как и с любой новой идеей, потребуется много тестов, которые она должна пройти, прежде чем станет убедительной, — говорит геохимик Ричард Карлсон из Научного института Карнеги. — Сила современной геохимии заключается в том, что у нас есть достаточно точные данные по количеству почти каждого элемента в периодической системе, по крайней мере во внешних слоях Земли. Если формирование ядра в условиях, описанных Волерсом и Вудом, можно будет воссоздать в экспериментах и будет воссоздана вся картина распределения элементов на Земле, это предоставит модели поддержку».