یافته‌های جدید نشان می‌دهند بیشتر نیتروژن زمین نشأت گرفته از اطراف خود زمین است

ردپای برخی از ایزوتوپ‌های نیتروژن در شهابسنگ‌های آهنی، نشان می‌دهد که احتمالا منبع نیتروژن زمین علاوه‌بر نواحی آن سوی مدار مشتری، از غبارهای دیسک پیش سیاره‌ای داخلی هم نشأت می‌گیرد.

دیسک‌های پیش سیاره‌ای صفحه‌هایی از گاز چگال و غبار میان‌ستاره‌ای هستند که در اطراف ستاره‌های جوان و تازه متولد شده تشکیل می‌شوند و همان طور که از نامشان پیداست، محل شکل‌ گیری سیارات هستند. گاهی اوقات از این صفحه‌ها به عنوان قرص‌های افزایشی ستاره‌ها نیز یاد می‌شوند؛ چرا که به خاطر جاذبه زیاد، گاز و مواد اطراف ستاره و لبه‌ داخلی دیسک، روی سطح ستاره جوان سقوط می‌کنند.

این صفحه‌ها پر از غبار و مواد مذاب و گازهای داغ هستند که با برخورد به یکدیگر هسته پیش سیاره‌ها را تشکیل می‌دهند و به مرور زمان با جذب بیشتر مواد تبدیل به سیاره می‌شوند.

بر اساس یافته‌های فعلی، دیسک پیش سیاره‌ای منظومه شمسی به دو بخش داخلی و خارجی تقسیم شده که بخش داخلی آن سنگی و بخش خارجی آن گازی بوده‌ است. حالا دانشمندان اظهار می‌کنند که منابع یکی از عناصر اصلی حیات روی زمین، هر دو بخش داخلی و خارجی دیسک پیش سیاره‌ای است.

نیتروژن یک عنصر گازی است که مانند کربن، هیدروژن و اکسیژن، حیات را روی زمین ممکن کرده است و ۷۸ درصد اتمسفر زمین را شامل می‌شود. این عنصر تشکیل دهنده‌ شماری از مولکول‌های مهم بیولوژیکی مانند هموگلوبین داخل خون، استیل کولین درون رشته‌های عصبی و آمینواسیدها ست. اما نیتروژن فقط عنصر مورد نیاز انسان‌ها نیست بلکه تمامی حیات روی زمین، برای رشد، به آن و بقا نیاز دارند. کشف منبع آن، سرنخ‌هایی از چگونگی شکل گیری سیارات داخلی و همچنین دینامیک دیسک پیش سیاره‌ای دوردست را برای ما آشکار می‌کند.

دانشمندان همواره بر این باور بودند که دیسک پیش سیاره‌ای داخلی، بسیار داغ‌تر از آن بوده که در آن عناصر گازی مانند نیتروژن چگال شوند و در فاز جامد وجود داشته باشند و از آنجایی که هسته سیارات سنگی امروزی با به هم پیوستن غبار و سنگ‌های دیسک پیش سیاره‌ای داخلی به وجود آمدند، به نظر می‌رسید که هیچ نیتروژن یا عنصر گازی را شامل نباشند و برای فراهم آوردنشان باید از دیسک خارجی کمک می‌گرفتند.

بررسی های اخیر نشان می‌دهند که بیشتر مواد روی زمین که شامل عناصر گازی مانند نیتروژن هستند از برخوردهای شکل دهنده‌ ماه به زمین آمده‌اند و حالا شواهد جدید حاکی از این است که تنها بخشی از نیتروژن زمین از آن سوی مدار مشتری آمده است.

در سال‌های گذشته، طی مطالعاتی روی عناصر غیر گازی درون شهابسنگ‌ها (به‌خصوص شهابسنگ‌های آهنی که گهگاه روی زمین سقوط می‌کنند) مشخص شد که ترکیبات ایزوتوپی غبارهای منظومه شمسی داخلی و خارجی کاملا از هم متفاوتند و از منابع مختلفی به وجود آمده‌اند. اما ایده‌ وجود منابع متفاوت فقط برای عناصر غیر گازی بود و دانشمندان نیاز داشتند بدانند که این فرضیه برای عناصر گازی هم صدق می‌کند یا نه؟ اگر این چنین باشد آنگاه می‌توانیم منبع عناصر گازی سیارات خاکی را پیدا کنیم.

شهابسنگ‌های آهنی بقایای هسته‌ پیش سیاره‌هایی هستند که شانس تبدیل شدن به سیاره را نداشتند و با برخورد‌های بزرگ از بین رفته‌اند و تکه سنگ‌های کوچکی از آن‌ها باقی مانده است.

در ادامه این مطالعات، ردی از یک ایزوتوپ خاص نیتروژن پیدا شد که تمام پیش سیاره‌های سیارات داخلی در طول سال‌ها شکل‌گیری منظومه شمسی در آن غوطه‌ور بودند. همه‌ شهابسنگ‌های آهنی دیسک داخلی، مقدار کمی از ایزوتوپ نیتروژن-۱۵ را شامل می‌شدند در حالی که شهاب سنگ‌های دیسک خارجی مملو از نیتروژن-۱۵ بودند.

بنابراین فرض می‌شود که در چندین میلیون سال اول شکل‌گیری منظومه شمسی، دیسک پیش‌سیاره‌ای دو منبع جداگانه داشت؛ دیسک داخلی منبع نیتروژن-۱۴ و دیسک خارجی منبع نیتروژن-۱۵. این بررسی‌ها داستان فعلی را به کلی عوض کرد و نشان داد که از ابتدای شکل‌گیری سیارات، عناصر گازی در دیسک داخلی (و احتمالا به عنوان یک ماده آلی دیر تجزیه‌پذیر) وجود داشتند و به این معنی است که برخلاف دانش فعلی، هسته‌های سیارات سنگی از جمله زمین، عاری از عنصرهای گازی نبودند.

این یافته‌ها برای کسانی که پتانسیل زیست‌پذیری سیارات فراخورشیدی را مطالعه می‌کنند بسیار مهم و قابل توجه  است و حالا، حداقل راجع‌به زمین، می‌دانیم که تمام نیتروژن آن از غبار آن سوی سیاره مشتری نیامده است، و می‌دانیم در دیسک‌های پیش سیاره‌ای دیگر، سیاراتی که به ستاره‌شان نزدیک‌تر هستند می‌توانند از محیط اطرافشان عنصر گازی به دست بیاورند؛ حتی اگر تبادلی بین سیارات گازی و سنگی رخ ندهند و مواد دارای عنصرهای گازی به درون دیسک داخلی نفوذ نکنند.