Vi är gjorda av stjärndamm, ordspråket säger, och ett par studier inklusive University of Michigan-forskning visar att det kan vara mer sant än vi tidigare trott.

Den första studien, ledd av UM-forskaren Jie (Jackie) Li och publicerad i Vetenskapens framsteg , finner att det mesta av kolet på jorden troligen levererades från det interstellära mediet, materialet som finns i rymden mellan stjärnor i en galax. Detta hände troligen långt efter den protoplanetära skivan, molnet av damm och gas som cirkulerade vår unga sol och innehöll planeternas byggstenar, bildas och värms upp.

Kol var sannolikt också sekvestrerat till fasta ämnen inom en miljon år efter solens födelse - vilket betyder att kol, ryggraden i livet på jorden, överlevde en interstellär resa till vår planet.

Tidigare, forskare trodde att kol i jorden kom från molekyler som ursprungligen fanns i nebulosgas, som sedan ansamlades till en stenig planet när gaserna var tillräckligt svala för att molekylerna skulle fällas ut. Li och hennes team, som inkluderar UM-astronomen Edwin Bergin, Geoffrey Blake från California Institute of Technology, Fred Ciesla från University of Chicago och Marc Hirschmann från University of Minnesota, påpeka i denna studie att gasmolekylerna som bär kol inte skulle vara tillgängliga för att bygga jorden eftersom när kol förångas, det kondenserar inte tillbaka till en fast substans.

"Kondensmodellen har använts flitigt i decennier. Den antar att under solens bildning, alla planetens element förångades, och när skivan svalnade, några av dessa gaser kondenserade och tillförde kemiska ingredienser till fasta kroppar. Men det fungerar inte för kol, sa Li, professor vid U-M institutionen för geo- och miljövetenskap.

Mycket kol levererades till skivan i form av organiska molekyler. Dock, när kol förångas, den producerar mycket mer flyktiga arter som kräver mycket låga temperaturer för att bilda fasta ämnen. Mer viktigt, kol kondenserar inte tillbaka till en organisk form. På grund av detta, Li och hennes team drog slutsatsen att det mesta av jordens kol troligen ärvts direkt från det interstellära mediet, undvika förångning helt.

För att bättre förstå hur jorden fick sitt kol, Li uppskattade den maximala mängden kol som jorden kunde innehålla. Att göra detta, hon jämförde hur snabbt en seismisk våg färdas genom kärnan med kärnans kända ljudhastigheter. Detta berättade för forskarna att kol sannolikt utgör mindre än en halv procent av jordens massa. Att förstå de övre gränserna för hur mycket kol jorden kan innehålla ger forskarna information om när kolet kan ha levererats hit.

"Vi ställde en annan fråga:Vi frågade hur mycket kol du kunde stoppa i jordens kärna och fortfarande vara förenlig med alla begränsningar, " sa Bergin, professor och ordförande vid U-M institutionen för astronomi. "Det finns osäkerhet här. Låt oss omfamna osäkerheten och fråga vad som är de verkliga övre gränserna för hur mycket kol som finns mycket djupt i jorden, och det kommer att berätta för oss det sanna landskapet vi befinner oss i."

En planets kol måste finnas i rätt proportioner för att stödja livet som vi känner det. För mycket kol, och jordens atmosfär skulle vara som Venus, fånga värmen från solen och upprätthålla en temperatur på cirka 880 grader Fahrenheit. För lite kol, och jorden skulle likna Mars:en ogästvänlig plats som inte kan stödja vattenbaserat liv, med temperaturer runt minus 60.

I en andra studie av samma grupp författare, men ledd av Hirschmann vid University of Minnesota, forskarna tittade på hur kol bearbetas när de små föregångarna till planeter, känd som planetesimals, behålla kol under sin tidiga bildning. Genom att undersöka de metalliska kärnorna i dessa kroppar, nu bevarad som järnmeteoriter, de fann att under detta nyckelsteg av planetariskt ursprung, mycket av kolet måste gå förlorat när planetesimalerna smälter, bilda kärnor och förlora gas. Detta upphäver tidigare tänkande, säger Hirschmann.

"De flesta modeller har kol och andra livsnödvändiga material som vatten och kväve som går från nebulosan till primitiva steniga kroppar, och dessa levereras sedan till växande planeter som jorden eller Mars, sade Hirschmann, professor i geo- och miljövetenskap. "Men detta hoppar över ett nyckelsteg, där planetesimalerna förlorar mycket av sitt kol innan de ansamlas till planeterna."

Hirschmanns studie publicerades nyligen i Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Planeten behöver kol för att reglera sitt klimat och tillåta liv att existera, men det är en mycket känslig sak, sa Bergin. Du vill inte ha för lite, men du vill inte ha för mycket."

Bergin säger att de två studierna båda beskriver två olika aspekter av kolförlust - och tyder på att kolförlust verkar vara en central aspekt i att konstruera jorden som en beboelig planet.

"Att svara på huruvida jordliknande planeter existerar någon annanstans eller inte kan bara uppnås genom att arbeta i skärningspunkten mellan discipliner som astronomi och geokemi, sa Ciesla, en U. of C. professor i geofysiska vetenskaper. "Medan tillvägagångssätt och de specifika frågor som forskare arbetar för att besvara skiljer sig åt mellan olika områden, att bygga en sammanhängande berättelse kräver att man identifierar ämnen av ömsesidigt intresse och att man hittar sätt att överbrygga de intellektuella klyftorna mellan dem. Att göra det är utmanande, men ansträngningen är både stimulerande och givande."

Blake, en medförfattare på båda studierna och en Caltech-professor i kosmokemi och planetvetenskap, och kemi, säger att den här typen av tvärvetenskapligt arbete är avgörande.

"Enbart över historien om vår galax, steniga planeter som jorden eller lite större har samlats hundratals miljoner gånger runt stjärnor som solen, ", sa han. "Kan vi utöka detta arbete för att undersöka kolförluster i planetsystem mer brett? Sådan forskning kommer att kräva en mångsidig gemenskap av forskare."