Sudar koji je sve promijenio: kako je Teja oblikovala nastanak života na Zemlji

Zemlja je jedini stjenoviti planet Sunčeva sustava na kojem je nastao i opstao život. Zašto baš ovdje? Što je od svih hladnih i negostoljubivih svjetova omogućilo da naš postane topao, vlažan i naseljen? Dio odgovora skriva se u kozmokemiji – znanosti o raspodjeli kemijskih elemenata kroz Sunčev sustav.

Prije oko 4,5 milijardi godina, Sunčev sustav bio je kaotično mjesto. Mladi planeti i protoplaneti sudarali su se s milijardama manjih tijela, stvarajući svijet u stalnoj preobrazbi. Upravo u tom razdoblju Zemlja je vjerojatno doživjela jedan od svojih najvažnijih trenutaka – sudar s protoplanetom veličine Marsa, poznatim kao Teja. Taj događaj je, prema većini znanstvenih modela, stvorio Mjesec. No, nova istraživanja pokazuju da je taj udar možda imao još dublje posljedice: mogao je donijeti ključne sastojke za život.

Ugljični hondriti i izvor hlapljivih elemenata

Kozmokemijske studije ukazuju da je između 5 i 10 posto mase Zemlje došlo iz skupine tijela poznatih kao Ugljični hondriti – meteoriti bogati hlapljivim tvarima, vodom i organskim spojevima. Vjeruje se da su ova tijela potekla iz vanjskih dijelova Sunčeva sustava, iza Jupitera. Njihov doprinos bio je ključan u opskrbi mladog planeta elementima koji su omogućili nastanak atmosfere i oceana.

No kako su ta tijela dospjela do Zemlje? Prema novim računalnim simulacijama tima astrofizičara iz Lisabona, upravo je Teja – protoplanet koji je udario u Zemlju – mogao biti jedno od tih tijela.

Simulacije stvaranja planeta

Kako bi testirali ovu hipotezu, istraživači su proveli niz numeričkih simulacija kasnih faza formiranja unutarnjih planeta. U simulacije su uključena tijela iz dva različita spremnika materijala: unutarnji, siromašan hlapljivim tvarima, i vanjski – bogat ugljikom, vodom i organskim spojevima.

Te su simulacije uključile i različite scenarije migracije divovskih planeta poput Jupitera i Saturna. Njihov pomak prema unutrašnjosti sustava uzrokovao je valove gravitacijskih poremećaja koji su katapultirali materijale iz vanjskih dijelova prema unutarnjim planetima.

Mogućnosti: Teja kao prijenosnik života

U takvom dinamičkom okruženju, Zemlja se suočavala s brojnim sudarima. U mješovitom scenariju – koji uključuje i male planetesimale i veća protoplanetna tijela – otprilike polovica simulacija pokazuje da je posljednji veliki udar u Zemlju (tj. Teja) sadržavao značajan udio materijala iz vanjskog spremnika.

U gotovo 40 % tih slučajeva, Teja je bila protoplanet iz vanjskog sustava – bogat hlapljivim elementima i organskim spojevima. U dodatnih 13 %, radilo se o tijelu iz unutarnjeg sustava koje je prethodno apsorbiralo ugljikato protoplanetarno tijelo.

Uloga Jupitera i oblikovanje Zemljinog sastava

Migracija Jupitera odigrala je ključnu ulogu. Ne samo da je preoblikovala asteroidni pojas i dinamiku sustava, već je otvorila put ugljikatim tijelima prema unutarnjem Sunčevu sustavu. Ti su fragmenti završavali u sudarima s ranim planetima, ali i bivali zarobljeni u asteroidnom pojasu.

Zanimljivo je da simulacije pokazuju kako bi, u scenariju gdje su ugljična tijela bila prisutna isključivo kao mali planetesimali, i Mars i Zemlja trebali imati usporedive količine hlapljivih elemenata. No kako Mars tih tvari ima znatno manje, sve više se potvrđuje teza da su presudnu ulogu imala upravo veća protoplanetna tijela – poput Teje – koja su selektivno obogatila Zemlju.

Ove simulacije pružaju novu perspektivu o tome kako je Zemlja postala nastanjiva. Ako je Teja doista bila bogata organskim tvarima i hlapljivim spojevima, tada njezin sudar nije stvorio samo Mjesec, već i uvjete za nastanak oceana, atmosfere i – milijardama godina kasnije – života.

U svemiru možda postoje i drugi stjenoviti planeti u nastanjivim zonama. No, bez sličnog niza događaja – migracije divovskih planeta, isporuke hlapljivih tvari i točno tempiranog sudara – vjerojatnost da postanu svjetovi poput našeg znatno se smanjuje.