Kozmikus katasztrófa miatt népesedhetett be a Föld

A földi élet eredete az egyik legizgalmasabb kérdés, ami egyfajta tudományos Szent Grál a kutatók számára. A Science Advances tudományos szaklapban a közelmúltban publikált tanulmány szerzői arra a következtetésre jutottak, annak, hogy a Földön kialakulhatott az élet, egy hatalmas múltbeli kozmikus katasztrófa az oka. Ez az elképesztő kataklizma a Naprendszer kialakulása után majdnem megsemmisítette a fiatal Földet, de mégis e pusztító katasztrófának köszönhetjük az életet, így pedig közvetett módon magának az emberi civilizációnak a megszületését is.

Forrás: Live Science2025. 09. 02. 20:13
Egy Mars méretű protoplanéta ütközött össze a fiatal Földdel több mint négymilliárd éve Fotó: Johan Swanepoel
VéleményhírlevélJobban mondva - heti véleményhírlevél - ahol a hét kiemelt témáihoz fűzött személyes gondolatok összeérnek, részletek itt.

A kozmikus katasztrófa bekövetkezéséig a Föld egy olyan sivár, a primitív létformák számára is alkalmatlan forró pusztaság volt, ahol az élet kialakulására nem lett volna sok esély. Ez az állapot csak akkor változott meg, amikor az ősi Föld összeütközött egy nagy méretű protoplanétával – írják a tanulmány szerzői.

Kozmikus katasztrófa hozhatta el az élet csíráit a Földre
Kozmikus katasztrófa hozhatta el az élet csíráit a Földre. Fotó: Getty/Stocktrek Images/Live Science

A kozmikus katasztrófa, aminek az élet köszönhető

Az éppen hogy csak kialakult Föld és egy nagyjából Mars méretű protobolygó, a Theia ütközése már korábban is felkeltette a tudósok érdeklődését miután bebizonyosodott, hogy a Hold e gigantikus kozmikus ütközés eredményeként keletkezett. Egy új tanulmány szerzői azt állítják, hogy a Theia több mint négymilliárd éve történt becsapódása hozta el a fiatal Földre azokat a kulcsfontosságú elemeket, amelyek nélkülözhetetlenek voltak az élet kialakulásához.

A Hold a Föld és a Theia kőzetbolygó összeütközésének az eredménye. Fotó: ABC7

A Theia egy feltételezett múltbeli kőzetbolygó, amely a Naprendszer kialakulása után valószínűleg a Nap–Föld rendszer L4 vagy L5 Lagrange-pontjában keletkezett és a Földével megegyező sugarú pályára állt. A pályája keletkezésétől számított néhány tízmillió éven belül azonban instabillá vált és emiatt összeütközött a Földdel. Az ütközés után sűrű törmelékgyűrű alakult ki a Föld körül és ebből keletkezett a Hold. A Kölni Egyetem kutatói az Apollo–11, –12 és –16 Hold-expedícióiról hozott kőzetminták oxigénizotópjainak vizsgálatával megerősítették, hogy a Föld és a Theia összeütközése valóban megtörtént.

„Arra a következtetésre jutottunk, hogy a Holdat is létrehozó becsapódást okozó Theia a Naprendszer [Földnél] távolabbi pontjáról származott, és illékony anyagokban gazdag égitest volt” – mondja Pascal Kruttasch, a tanulmány vezető szerzője, akit a Live Science tudományos hírportál idéz. Kruttasch a Berni Egyetem doktoranduszként vett részt a tanulmány alapjául szolgáló vizsgálatotokban. Az illékony anyagok olyan könnyen elpárologó kémiai vegyületek – mint például a hidrogén és a szén –, amelyeket az élet építőköveinek tekintünk.

A Nap magas hőmérséklete miatt a központi csillagukhoz közeli kőzetbolygókon nem tudtak felhalmozódni az illékony anyagok. Fotó: NASA/JPL-Caltech

A Naphoz közel a hőmérséklet túl magas ahhoz, hogy ezek az anyagok lecsapódjanak, ami azt jelenti, hogy gázfázisban maradtak a korai Föld és más sziklás bolygók közelében. Távolabb azonban rengeteg illékony anyag található a gázóriásbolygókon, mint például a Jupiteren és a Szaturnuszon – valamint üstökösökön és aszteroidákon. Kruttasch szerint a Theia valóságos áldásnak bizonyult a jövőbeli földi élet szempontjából: valószínű ugyanis, hogy ez a Naprendszer távolabbi régiójából származó égitest hozta magával azokat az illékony anyagokat, amelyek „az élet alapvető összetevői”.

Külső forrásból kellett származnia a földi élet építőkockáinak

A kutatók a tanulmányukhoz egy kémiai modellt használtak a meteoritokból, valamint a földi kőzetekből származó izotópok (elemtípusok) vizsgálatára. A tudóscsapat a mangán egyik olyan izotópjának a radioaktív bomlására összpontosított, amely már a Naprendszer korai szakaszában is létezett és több millió év alatt lassan krómmá bomlott el. Ez a bomlási idővonal tette lehetővé a kutatók számára, hogy pontosan nyomon kövessék a Föld keletkezésének első 15 millió évét. (Maga a Naprendszer nagyjából 4,5 milliárd éves.)

Artist’s impression of a baby star still surrounded by a protoplanetary disc in which planets are forming. Using ESO’s very successful HARPS spectrograph, a team of astronomers has found that Sun-like stars which host planets have destroyed their lithium much more efficiently than planet-free stars. This finding does not only shed light on the low levels of this chemical element in the Sun, solving a long-standing mystery, but also provides astronomers with a very efficient way to pick out the stars most likely to host planets. It is not clear what causes the lithium to be destroyed. The general idea is that the planets or the presence of the protoplanetary disc disturb the interior of the star, bringing the lithium deeper down into the star than usual, into regions where the temperature is so hot that it is destroyed.
A születőben lévő Naprendszer művészi ábrája. Fotó: ESA

A földi élet kialakulásának és évmilliárdokig tartó fennmaradásának magyarázata igen összetett kérdés. „A Föld jelenleg az egyetlen olyan ismert bolygó, amelyen élet keletkezett és több milliárd éven át fenn is maradt. Még nem világos, hogy milyen folyamatok zajlottak le a Föld történetében, amelyek ezt lehetővé tették” – magyarázza Pascal Kruttasch, a tanulmány vezető szerzője. 

Ám visszatekintve a korai Naprendszer idejére, a tudósok fontos nyomokra bukkantak. 

A proto-Föld és a kozmikus szomszédságában kialakuló bolygók (köztük a mai Merkúr, a Vénusz és a Mars) az első hárommillió évükben gyorsan változtak a por és a gáz párolgása, illetve kondenzáció útján való cseréje során.

A gigantikus kataklizma, amely majdnem elpusztította a fiatal Földet mégis az élet forrása lett. Fotó: NASA/Wikimedia Commons

A „cserefolyamat” a kozmikus időskálán mérve azonban csak nagyon rövid ideig tartott, és gyakorlatilag hárommillió év elteltével megszűnt, miután az első sziklaplanéták és a gázbolygók a Naprendszerünkben található szabad anyag legnagyobb részét felvették. Ennek során a Naphoz közelebb eső bolygók sokkal nagyobb arányban mentesültek az illékony elemektől, mint a távolabbiak, a Naphoz való relatív közelségükből fakadó magasabb felszíni hőmérsékletük miatt. Ebből pedig az következik, hogy a Föld illékony vegyületeinek más külső forrásból kellett származniuk.

Nemcsak az élethez nélkülözhetetlen illékony anyagokat, hanem rengeteg vizet is hozott

A legkézenfekvőbb magyarázat, hogy az élet építőköveit biztosító forrás a Theia volt, ami közvetlenül a Naprendszer kialakulása után, nagyjából 4,4 milliárd éve ütközött össze a Földdel. A becslések szerint a Mars jelenlegi méretéhez hasonló protobolygó egy kondrit, vagyis szénben és szerves vegyületekben gazdag sziklás égitest lehetett. Ilyen összetételű égitestek csak a Naptól nagyobb távolságra képződhettek, ezért is valószínűsítik azt a kutatók, hogy a Thea eredendően a fiatal Naprendszer távolabbi vidékeiről származhatott. 

A Földbe csapódó Theia művészi ábrája. Fotó: New Scientist

Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a Földhöz hasonló exobolygókon nehéz lehet elképzelni az életet,

mivel a biológiai létformák kialakulásához szükséges legtöbb illékony anyag a Naprendszer egy másik távoli régiójában keletkezhetett. „Ez [a tanulmány] világossá teszi, hogy az életbarát környezet a világegyetemben egyáltalán nem magától értetődő” – mondja Klaus Mezger, a tanulmány társszerzője és a Berni Egyetem geokémia professzora-emeritusa. A kutatók a tanulmányukat a Science Advances szakfolyóiratban tették közzé. De nem ez az egyetlen olyan friss kutatás, ami a Theia földi életre gyakorolt hatását vizsgálja.

Prekambriumi tájkép. A földi élet egy kozmikus katasztrófa szikrájának a következménye. Fotó: imgkid.com

Egy jelenleg hivatalosan még nem publikált, de az Icarus szakfolyóiratban ez év november 15-én megjelenő és már most is hozzáférhető kutatás szerint a Theia nemcsak illékony anyagokat, hanem rengeteg vizet is szállított bolygónkra, és ennek az ősi víznek egy része még mindig fellelhető a földköpenyben. Az úgynevezett köpenyvíz komoly rejtély a geológusok számára, mivel „a víz kevésbé sűrű, mint a Föld köpenyében jellemzően előforduló anyagok, ráadásul ez a víz a feltételezések szerint a köpenyből a kéregbe és onnan az óceánokba került” – mondja Pedro Machado, az Icarus szakfolyóiratban megjelenő tanulmány társszerzője, a portugál Asztrofizikai és Űrtudományi Intézet asztrofizikusa. 

A Föld belső szerkezete a kéregből a köpenyből, a külső és a belső földmagból áll.  Fotó: Grunge/Shutterstock

A szimuláción alapuló tanulmány megállapítása szerint a földköpenyben lévő víz legnagyobb része a Theiától származik.

Az új tanulmány szerint:

  • a fiatal Föld nem rendelkezett az élet kialakulásához szükséges illékony anyagokkal,
  • amik külső kozmikus forrásból származtak,
  • és amelyek a szénben, illetve szerves anyagokban gazdag Theia kőzetbolygó és a Föld összeütközése miatt jutottak el a bolygónkra, lehetővé téve a földi létformák kialakulását.

A téma legfrissebb hírei

Tovább az összes cikkhez chevron-right

Ne maradjon le a Magyar Nemzet legjobb írásairól, olvassa őket minden nap!

Google News
A legfrissebb hírekért kövess minket az Magyar Nemzet Google News oldalán is!

Címoldalról ajánljuk

Tovább az összes cikkhez chevron-right

Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.