Треть запасов меди и цинка попали на Землю с окраин Солнечной системы

Планетологи обнаружили в образцах пород с астероида Рюгу первые свидетельства того, что около 32-33% земных запасов цинка и меди были доставлены на поверхность Земли углистыми хондритами, астероидами с дальних подступов Солнечной системы. Выводы ученых были опубликованы в статье в журнале Nature Astronomy.

"Доли изотопов цинка и меди в образцах пород с астероида Рюгу показывают, что почти все запасы этих металлов появились на поверхности Земли в результате ударов малых небесных тел. Как и сам Рюгу, треть из них была углистыми хондритами с дальних окраин Солнечной системы, а остальные 67% запасов меди и цинка были доставлены на Землю другими типами астероидов-хондритов", - пишут исследователи.

Первые пробы пород и грунта с астероида Рюгу были доставлены на Землю в конце 2020 года японским зондом "Хаябуса-2". Он был запущен в космос в начале декабря 2014 года для изучения, забора и возврата проб первичной материи Солнечной системы. Эту задачу он успешно исполнил в феврале 2019 года. В соответствии с замыслами организаторов миссии, изучение пород Рюгу приблизит человечество к пониманию того, как сформировалось наше светило, Земля и все другие миры.

Коллектив планетологов под руководством Сэйитиро Ватанабэ, научного руководителя миссии "Хаябуса-2", воспользовался этими пробами пород для раскрытия истории образования земных запасов меди и цинка. Как отмечают ученые, оба этих металла интересуют астрономов по той причине, что их соединения легко улетучиваются в космос в процессе формирования планет, благодаря чему их можно использовать для изучения истории образования Земли и других миров Солнечной системы.

Изотопная история формирования Солнечной системы

Руководствуясь подобными идеями, исследователи измерили доли изотопов цинка и меди в четырех образцах пород, полученных в рамках миссии "Хаябуса-2", после чего они сравнили эти замеры с аналогичными данными для разных земных горных пород, а также для шести метеоритов, упавших на Землю в последние несколько десятилетий. Часть из них, как и астероид Рюгу, сформировались на дальних подступах Солнечной системы, а другие возникли в ее ближних регионах.

Как обнаружили ученые, все образцы пород с Рюгу содержали в себе относительно большие количества атомов тяжелого цинка-66, тогда как концентрации тяжелых изотопов меди в них были близки к аналогичным показателям для земных силикатных горных пород. В целом, пробы с астероида оказались очень близки в этом отношении к метеориту Алес, который принадлежит к редкому типу углистых хордритов, необычно богатых водой, органикой и различными летучими веществами.

Используя результаты этих замеров, планетологи просчитали то, какой вклад внесли Рюгу и похожие на него астероиды с окраин Солнечной системы в запасы земных горных пород в целом, а также меди и цинка, в частности. По словам Ватанабэ и его коллег, на долю этих небесных тел приходится около 5-6% от общей массы Земли, а также около 32-33% земных запасов меди и цинка.

Это говорит о том, что малые небесные тела из холодных периферийных регионов Солнечной системы сыграли важную роль в пополнении ее запасов летучих веществ, в том числе молекул органики и воды, необходимых для зарождения жизни. Это необходимо учитывать как при анализе древнейшей истории Земли, так и при поисках возможных кандидатов на роль ее "двойников" за пределами Солнечной системы, подытожили ученые.