یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که زمین اولیه یک مکان بایر و خالی از سکنه بود که قادر به پشتیبانی از حیات نبود، تا اینکه برخورد یک پیش‌سیاره بزرگ، مواد لازم برای حیات را به آن آورد. دهه‌هاست که این برخورد بین زمین اولیه و یک جسم به اندازه مریخ، با نام مستعار «تیا» (Theia)، به ویژه در بحث‌های مربوط به چگونگی شکل‌گیری ماه از قطعات باقی‌مانده از این تصادف، مطرح شده است. اکنون، در یک مطالعه جدید، دانشمندان می‌گویند که تیا همچنین برخی از بلوک‌های سازنده اصلی حیات را بیش از ۴ میلیارد سال پیش به دنیای ما آورده است.
پاسکال کروتش، نویسنده اصلی این مطالعه، در ایمیلی به «لایو ساینس» توضیح داد: «ما به این نتیجه رسیدیم که تیا، جرم برخوردی که ماه را شکل داد، در نقطه‌ای دورتر از زمین در منظومه شمسی ما منشأ گرفته و سرشار از مواد فرار بوده است.» کروتش در زمان انجام این مطالعه، دانشجوی دکترا در دانشگاه برن بود. مواد فرار، ترکیبات شیمیایی هستند که به راحتی بخار می‌شوند، مانند هیدروژن و کربن، و همچنین به عنوان بلوک‌های سازنده حیات در نظر گرفته می‌شوند. نزدیک‌تر به خورشید، دماها برای متراکم شدن این مواد بسیار بالا است، به این معنی که آن‌ها در نزدیکی زمین اولیه و سایر سیارات سنگی به صورت گاز باقی مانده بودند. با این حال، در فاصله‌های دورتر، مقادیر زیادی از مواد فرار برای سیارات غول گازی مانند مشتری و زحل – و همچنین دنباله‌دارها و سیارک‌ها – وجود دارد.
بنابراین، کروتش می‌گوید که تیا برای زمین بسیار مهم بوده است: به احتمال زیاد این مواد فرار را که «عناصر ضروری برای حیات» هستند، به زمین منتقل کرده است. در این مطالعه، محققان از یک مدل شیمیایی برای بررسی ایزوتوپ‌ها (انواع عناصر) از شهاب‌سنگ‌ها و همچنین سنگ‌های روی زمین استفاده کردند. این تیم بر روی واپاشی رادیواکتیو یک ایزوتوپ منگنز تمرکز کردند که در اوایل منظومه شمسی وجود داشت و طی چند میلیون سال به کروم تبدیل شد. این جدول زمانی واپاشی به محققان امکان داد تا ۱۵ میلیون سال اول شکل‌گیری زمین را به دقت ردیابی کنند. (خود منظومه شمسی تقریباً ۴.۵ میلیارد سال قدمت دارد.)
اینکه چگونه حیات به زمین رسید و برای میلیاردها سال باقی ماند، یک مسئله پیچیده است. کروتش می‌گوید: «زمین تنها سیاره‌ای است که ما می‌شناسیم و حیات را تولید کرده و برای چندین میلیارد سال آن را حفظ کرده است. مشخص نیست که چه فرآیندهایی در تاریخ زمین رخ داده تا این امر ممکن شود.» اما نگاهی به اوایل منظومه شمسی سرنخ‌هایی به تیم داد. زمین اولیه و سیارات در حال رشد در نزدیکی آن (که امروز شامل عطارد، زهره و مریخ می‌شوند) در ۳ میلیون سال اول خود به سرعت در تبادل غبار و گاز از طریق تبخیر و چگالش تغییر کردند.
با این حال، این فرآیند تبادل پس از ۳ میلیون سال عملاً متوقف شد، زیرا اولین سیارات سنگی و گازی بخش زیادی از مواد آزاد در منظومه شمسی ما را جذب کرده بودند. به عبارت ساده، سیارات نزدیک‌تر به خورشید به دلیل دماهای بالاتر، نسبت به سیارات دورتر، از عناصر فرار تهی‌تر بودند. به همین دلیل است که مواد فرار زمین باید از یک منبع بزرگ مانند تیا آمده باشند که تخمین زده می‌شود حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش با سیاره ما برخورد کرده است. (مطابق با مطالعات دیگر، این کار جدید فرض می‌کند که تیا نوعی کندریت است که ماده‌ای سنگی غنی از کربن و ترکیبات آلی است و تمایل دارد در فاصله دورتری از خورشید شکل بگیرد.)
پیامد بزرگ‌تر این یافته‌ها این است که ممکن است به وجود آوردن حیات در سیارات فراخورشیدی شبیه به زمین، دشوار باشد، زیرا اکثر مواد فرار ممکن است در منطقه‌ای متفاوت از منظومه شمسی شکل گرفته باشند. کلاوس مزگر، یکی از نویسندگان این مطالعه و استاد بازنشسته ژئوشیمی در دانشگاه برن، در بیانیه‌ای گفت: «این مطالعه روشن می‌کند که مناسب بودن جهان برای حیات، به هیچ وجه یک امر بدیهی نیست.»
محققان یافته‌های خود را در اول آگوست در مجله «ساینس ادونسز» (Science Advances) منتشر کردند. البته این تنها مطالعه اخیر نبود که به تیا و تأثیر آن بر حیات زمین پرداخت. تحقیقاتی نامرتبط که قرار است در ۱۵ نوامبر در مجله «ایکاروس» (Icarus) منتشر شود، نشان می‌دهد که تیا مقدار زیادی آب را به سیاره ما رسانده است – و هنوز هم در گوشته سیاره ما قابل مشاهده است.
پدرو ماچادو، یک اخترفیزیکدان در مؤسسه اخترفیزیک و علوم فضایی پرتغال، در بیانیه‌ای ترجمه شده گفت که این آب موجود در گوشته برای زمین‌شناسان یک معما است، زیرا «آب چگالی کمتری نسبت به مواد معمول در گوشته زمین دارد و قرار بوده به پوسته یا اقیانوس‌ها برسد.» این مطالعه مبتنی بر شبیه‌سازی نشان می‌دهد که تیا بخش عمده‌ای از آب موجود در گوشته را به زمین اولیه رسانده است و «زمانی برای رسیدن این آب به سطح وجود نداشته است.»
دیدگاه ها