«Наши представления о процессе формировании Земли и других планет с железным ядром и кремниевой мантией гласят, что элементы, обладающие сродством к железу, стягиваются к ядру планеты по мере их формирования. Таким образом, наша Земля не должна иметь золота или руд других сидерофильных элементов в коре, где мы могли бы добывать их», - говорит один из авторов работы Ричард Уокер из университета Мэриленда.

Однако тот факт, что добыча металлов на Земле процветает тысячи лет, свидетельствует о том, что уже после формирования мантии и ядра некие процессы привели к обогащению коры планеты тяжелыми элементами. Возможно, что металлы попали на Землю в результате «тяжелой метеоритной бомбардировки» на поздних стадиях формирования Солнечной системы. Однако до сих пор ученым было неясно, был ли это единичный удар космического объекта, или же продолжительный «дождь».

Боттке, Уокер и их коллеги с помощью компьютерного моделирования рассчитали параметры космического объекта, обеспечившего человечество золотом и другими металлами. Исследователи выработали ряд критериев, согласно которым этот «благодетель» должен быть достаточно большим, чтобы пробить кору планеты (но не настолько, чтобы разрушить ее ядро), а также содержать достаточное количество сидерофильных веществ.

Результаты расчетов показали, что лучше всего подходит под эти условия космическое тело диаметром от 2,5 до 3 тыс. км, что примерно соответствует размеру Плутона. В то же время, размер «ударника», некогда обеспечившего металлами Луну, должен составлять примерно 250-300 км, сообщает РИА-Новости.

Объединённая команда специалистов из четырёх институтов и университетов США, финансируемая NASA, сравнила содержание так называемых высокосидерофильных элементов в земной коре и мантии, а также в образцах лунных и марсианских пород (от марсианских метеоритов). И учёные пришли к любопытным выводам.

Хотя такие элементы, как золото, платина, рений, осмий, палладий, рутений и иридий, именуются редкими, в теории их у нас "под руками" вообще не должно быть. Ведь вскоре после возникновения Луны в результате колоссального удара по Земле тела размером с Марс эти элементы должны были опуститься к ядру расплавленной ещё юной планеты. И с этой точки зрения в верхней части Земли слишком уж много платины и прочих.

Отгадка, по мнению исследователей, кроется в многочисленных ударах крупных планетезималей на финальной стадии формирования планет, уже после появления у Земли её естественного спутника.

Возможно, если бы не эти давние катастрофы, у нас не было бы не только распространённых золотых украшений, но и, к примеру, катализаторов в автомобилях и множества электронных приборов, использующих платину, палладий и другие редкие элементы (иллюстрации с сайтов scienceblogs.com, cosmographica.com, cherrycoloured.com).
Аналогичным образом множественные столкновения Луны и Марса с большими объектами добавили и нашему спутнику, и богу войны перечисленные выше элементы, а ещё, вероятно, воду. Это хорошо согласуется и с открытием, что кометы и астероиды когда-то помогли наполнить атмосферу Земли.

О том, что на заре существования Солнечной системы столкновения только-только появившихся планет были обычным делом, учёные говорят не впервые. Новое исследование, результаты которого изложены в Science, — ещё одно подтверждение такой картины.

Только преобладание массивных объектов-ударников на поздней стадии формирования Земли может объяснить то содержание редких металлов в коре, которое мы наблюдаем, –утверждают американцы.

Это, кстати, согласуется и с моделью формирования планетезималей, показывающей, что такие объекты на поздней стадии развития прекрасно "отлавливают" и поглощают своих более мелких собратьев, и в общем их населении начинают преобладать крупные тела (иллюстрация Andrew C. Stewart).
Авторы работы рассчитали на компьютере, какими должны были быть планеты-ударники, чтобы привести содержание золота, платины, иридия и прочих ценных элементов в мантиях Марса, Луны и Земли к их нынешнему значению.

Оказалось, что в нашу планету несколько миллиардов лет назад врезались объекты диаметром вплоть 3000 километров (поперечник Плутона). Это достаточно много, чтобы изменить процентное содержание металлов, но недостаточно, чтобы разрушить молодую Землю. В целом эта поздняя стадия "золотой" бомбардировки добавила Земле 0,5% её массы.

Луна избежала столь сильных ударов, но к ней наведывались гости поперечником до 300 км, а крупнейшее из упавших на Марс тел было диаметром 1600-1800 км, сообщает ScienceDaily. Последнее вполне могло оставить след в виде бассейна Borealis.

Астрономы уже открыли несколько скалистых миров вне Солнечной системы, которые несколько больше нашей планеты по массе (сверхземли). При этом общее число известных экзопланет уже превысило 500.

Ожидается, что в ближайшие годы учёные откроют миры, ещё более близкие к Земле по своим основным параметрам. Понимание общих закономерностей в формировании такого класса планет пригодится при изучении вопроса о возможности существования на них жизни (иллюстрация NASA/JPL-Caltech).
На Луне крупнейший и древнейший гигантский кратер — бассейн South Pole — Aitken , лежащий близ южного полюса спутника, — тоже является свидетелем той самой колоссальной бомбардировки. Что касается Земли, то древний удар тела размером с Плутон и атаки нескольких объектов поменьше могут, как рассудили учёные, отвечать за наклон её оси вращения.

Любопытно, что ещё один довод в пользу такой модели авторы гипотезы отыскали в поясе астероидов. Крупнейшие объекты в нём — Гигея, Веста, Паллада, Церера (номера 10, 4, 2 и 1 на рисунке ниже) — имеют поперечник соответственно от 530 до 930 км. Все другие астероиды главного пояса насчитывают диаметр от 230 км (Юнона, номер 3) и ниже. В распределении размеров зияет пробел.

А недостающие в поясе объекты в промежутке поперечников от 230 до 530 км — это как раз те тела, что своей яркой гибелью принесли золото, палладий и платину на Марс, Луну и нашу планету.