زمین چگونه صاحب کربن شد؟

یک نظریه نجومی می گوید که بیشتر کربن موجود در زمین می تواند در اثر برخورد ۴.۴ میلیارد سال قبل یک سیاره دیگر به زمین آمده باشد.

کربن در زمین عنصر اصلی تشکیل حیات است.

اما اینکه زمین چگونه صاحب "عناصر فرار" شد - عناصری مثل کربن و سولفور که نقطه جوش آنها پایین است - همچنان موضوع بحث است.

اکنون تیمی از محققان پیشنهاد می کند که برخوردی میان زمین و یک سیاره نوپا مثل تیر (عطارد) می تواند وجود این عناصر را توضیح دهد.

جزئیات این مطالعه در نشریه نیچر ژئوساینس چاپ شده است.

راجدیپ داسگوپتا از نویسندگان این مقاله در دانشگاه رایس در هوستون تگزاس نوشت:‌ "چالش ما توضیح سرمنشاء عناصر فراری مثل کربن است که بیرون هسته در لایه موسوم به گوشته (منتل) باقی مانده."

براساس یک ایده عموما جاافتاده (Late Veneer Hypothesis) زمین از موادی تشکیل شد که عمدتا تهی از عناصر فرار بودند. این عناصر مثل کربن، سولفور، نیتروژن و هیدروژن بعدا در اثر برخورد سنگ های آسمانی پس از کامل شدن فرآیند تشکیل هسته زمین وارد کره ما شدند.

یوان لی از موسسه ژئوشیمی گوانگژو در آکادمی علوم چین گفت:‌ "هر کدام از این عناصر که بیش از ۱۰۰ میلیون سال بعد از تشکیل منظومه شمسی با شهاب ها و دنباله دارها به زمین افتادند می توانستند از حرارت شدید اقیانوس مواد مذابی که تا پیش از آن زمین را پوشانده بود پرهیز کنند."

"مشکل آن نظریه این است که هرچند می تواند فراوانی بسیاری از عناصر را توضیح دهد، هیچ شهاب شناخته شده ای پیدا نشده که سرمنشاء این نسبت از عناصر فرار در بخش سیلیکات زمین باشد."

این گروه قبلا مقالاتی چاپ کرده بودند که نشان می داد حتی اگر کربن هنگامی که زمین آکنده از مواد مذاب بود بخار نشده و به فضا نرفته بود، به هسته فلزی زمین رسوب می کرد، چون آلیاژهای غنی از آهن در آنجا تمایل زیادی به جذب کربن دارند.

اما اگر این درست باشد، کربن گوشته و بیوسفر زمین از کجا آمده؟

این تیم از تجارب آزمایشگاهی برای بازسازی شرایط پرفشار و پرحرارتی که در عمق زمین و سایر کرات خاکی وجود دارد استفاده کرد.

آنها متوجه شدند که یک سناریوی ممکن که می تواند اختلاف در نسبت کربن به سولفور و فراوانی کربن را توضیح دهد برخورد و جذب یک سیاره بدوی مثل عطارد با زمین بوده.

دکتر داسگوپتا گفت:‌ "چون یک جرم خیلی بزرگ بود، دینامیک آن به گونه ای است که هسته آن می تواند مستقیما با هسته زمین یکی شده باشد، و گوشته غنی از کربن آن با گوشته زمین مخلوط شده باشد."