Forskare har avslöjat att en del av jordens atmosfär kan ha kommit till planeten av kometer för miljarder år sedan.

Mysteriet om hur jordens atmosfär bildades har länge förbryllat forskare. Vissa forskare tror att kometer ursprungligen kunde ha tagit med sig en del av vattnet, organiska och atmosfäriska molekyler till jorden som nu utgör sitt liv.

Nu en ny studie, publicerad i Naturkommunikation , av forskare från University of Manchester, STORBRITANNIEN, Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques (CRPG) och Université de Lorraine (Nancy, Frankrike), har hittat bevis för att stödja teorin.

Forskarna har analyserat små prover av gammal luft fångad i vattenbubblor som finns i mineralet, kvarts, som går tillbaka mer än tre miljarder år. Teamet fann att luften i klipporna delvis består av en extremt sällsynt form av det kemiska elementet, xenon. Det är känt som U-Xe och det som gör det så sällsynt är att det vanligtvis inte finns på jorden. Komponenten finns inte i jordens mantel, det finns inte heller i meteoriter.

Därför, teamet tror att U-Xe måste ha lagts till jorden efter att en ursprunglig atmosfär hade utvecklats. Enkelt uttryckt, kometer är de bästa kandidaterna för att bära U-Xe till planeten.

Medförfattare, Professor Ray Burgess, från Manchester's School of Earth and Environmental Sciences förklarar:"Jorden bildades för nära solen för flyktiga element, som U-Xe, att lätt kondensera och de skulle snabbt ha kokat av ytan och gått förlorade i rymden.

"Anledningen till att oceaner och en atmosfär existerar alls är att flyktiga ämnen fortfarande tillsattes efter att jorden bildades. Pusslet handlar om att identifiera var de flyktiga kom ifrån och vilka föremål som bar dem till den tidiga jorden.

"Svårigheten är att många av de olika flyktiga ingredienserna som ursprungligen tillsattes har blandats noggrant med geologiska processer under jordens långa geologiska historia."

För att bekämpa denna "blandningsfråga" använde teamet små prover av gammal luft fångad i vattenbubblor som hittades i kvarts i borrkärnor från Barberton -området i Sydafrika. Stenarna från denna region på kontinenten är extremt gamla och mycket välbevarade. Teamet fann att i Barberton -kvarts, 3,3 miljarder år gamla U-Xe har en sammansättning som skiljer sig mycket från xenon som finns i jordens atmosfär idag.

Huvudförfattare Dr Guillaume Avice från CRPG, sa:"Vi mätte mängden och isotopiska mängden xenon i den 3,3 miljarder år gamla luften med oöverträffad precision.

"Xenon är en ädelgas som, vara kemiskt inert och ha nio isotoper, är ett idealiskt element för att avslöja xenon -isotopkompositionen i jordens primära atmosfär. Detta gör det också till ett idealiskt sätt att ta reda på var atmosfären kommer ifrån. "

Professor Bernard Marty, som startade studien och som också är baserad som CRPG, sade:"Vår studie avslöjar att det för tre miljarder år sedan redan fanns en xenonkomponent i jordens atmosfär som skiljer sig från solgaser och asteroider. En möjlighet är att denna xenon var från kometer."

Men upptäckten visar också forskningsmöjligheterna för att studera gaser som finns fångade djupt i jorden. Dr Avice tillade:"Studien av gaser fångade i gamla stenar öppnar nya perspektiv i vår förståelse av ursprunget och utvecklingen av jordens flyktiga element som är nyckelfaktorer för vår planets beboelse."