Аналізи місій Apollo підтвердили теорію щодо наявності атмосфери Землі.

Зразки ґрунту, привезені з Місяця понад пів століття тому, несподівано стали джерелом даних про далеке минуле нашої планети. Земна поверхня постійно оновлюється, тому прямих слідів первісної атмосфери тут не збереглося. Природний супутник виявився надійнішим сховищем. Аналіз старих проб показав, що газова оболонка колись мала зовсім інший хімічний склад.

Слід земних газів

Протягом мільярдів років речовини з верхніх шарів атмосфери Землі осідали на поверхні Місяця. На початку вони втрачають електрони та набувають електричного заряду, після чого переміщуються разом із сонячним вітром, що має магнітні властивості.

У Universe Today повідомляється про презентацію Джареда Лендрі, аспіранта-астробіолога з Інституту Earth-Life Science (ELSI) в Токіо. Цей виступ відбувся на конференції Origins 2026, що проходила в Парижі, і результати ще не були піддані рецензуванню.

Перенесення триває й до сьогодні, але дослідника більше приваблює епоха, що віддалена від нашої приблизно на 3,5 мільярда років — це архейський період, який тривав від 4 до 2,5 мільярда років тому. Гази виходять на поверхню через вузький канал витоку, яким Місяць проходить лише під час невеликого відрізка своєї орбіти.

Джаред Лендрі мусив урахувати цю особливість, щоб оцінити реальні обсяги надходження. Усі проби, доставлені за програмою Apollo, зібрані на видимому боці, а саме він і потрапляв під потік із Землі. Ані тектоніки плит, ані вивітрювання там немає, тому тонкий шар реголіту лишається доступним архівом, де речовина земного повітря могла пролежати мільярди років без переробки.

Сірчане з'єднання в архейському морі

Основний висновок дослідження свідчить про те, що аналізи, проведені протягом місяця, підтверджують припущення про істотно більшу концентрацію сірки в атмосфері архею в порівнянні з сучасними умовами. Ця характеристика створювала умови для пребіотичних і біотичних трансформацій у водному середовищі.

В океан того часу надходили помітні кількості цього елемента, сприятливі для синтезу складних органічних сполук. Утримати сірку в повітрі складно, тож мав діяти якийсь механізм, якого сьогодні не існує. За словами Джареда Лендрі, для цього потрібна або низька активність кругообігу води, або прохолодний клімат, а нічого подібного на сучасній Землі немає.

Парадокс слабкого молодого Сонця

Світність нашого Сонця три з половиною мільярда років тому була значно меншою, ніж сьогодні. Раніше вважалося, що океан на молодій Землі міг би залишатися в рідкому стані лише за умов сильного парникового ефекту, для якого необхідно було б приблизно десять відсотків сучасного атмосферного тиску у формі вуглекислого газу.

Модель Джареда Лендрі показує значення, що дещо нижче зазначеної межі. Відповідно до розрахунків, концентрація цієї сполуки в атмосфері архею була приблизно в сто разів вищою, ніж сьогодні, і в комбінації з метаном це забезпечувало умови для збереження води в рідкому стані на поверхні.

Щоб отримати такий результат, довелося врахувати потік давнього сонячного вітру і кількість дрібнозернистої метеоритної речовини, що осідала на реголіті. Модель обраховує окрему пробу за всіма відомими джерелами надходження. Те, що не вкладається в ці внески, лишається пояснити тільки речовиною земного походження.

Що буде далі?

Наступним етапом є з'ясування температури архей та вигляду океану в той час. Джаред Лендрі прагне визначити, які хімічні сполуки були присутні в той період і які реакції вони могли ініціювати.

Цей метод може бути використаний для будь-якої системи, що складається з твердого тіла та його природного супутника, тому його можна адаптувати до Марса та Фобоса, а в подальшому й до крижаних об'єктів у зовнішній частині Сонячної системи. Сам автор дослідження вважає, що пребіотична хімія на ранній Землі була не менш розвиненою, ніж очікувалося, а просто мала інший характер.