U vrlo ranim godinama Sunčevog sistema, ranoj Zemlji je trebalo mnogo manje vremena nego što smo ranije mislili.
Prema novoj analizi izotopa gvožđa pronađenog u meteoritima, većini Zemlje trebalo je samo 5 miliona godina da se okupi – nekoliko puta manje nego što suvremeni modeli sugeriraju.
Ova revizija je značajan doprinos našem trenutnom razumijevanju planetarne formacije, sugerirajući da mehanizmi mogu biti raznovrsniji nego što mislimo, čak i između planeta istog tipa smještenih na istom području – stjenovitih planeta poput Marsa i Zemlje.
Vidite, nismo 100% sigurni kako nastaju planete. Astronomi imaju prilično dobru opću ideju, ali sitnije detalje … pa, prilično ih je teško vidjeti na djelu.
Široki potezi procesa planetarnog formiranja povezani su sa nastankom same zvijezde. Zvijezde nastaju kad se gruda u oblaku prašine i plina skupi pod vlastitom gravitacijom i počne se vrtjeti. To uzrokuje da okolna prašina i plin cirkuliraju oko nje, poput vode koja kruži oko odvoda.
Kako se okreće, sav ovaj materijal formira ravni disk koji hrani rastuću zvijezdu. Ali neće apsorbirati čitav disk – ono što ostaje naziva se protoplanetarni disk i on nastavlja da formira planete; zato su sve planete Sunčevog sistema približno smeštene na ravnoj ravni oko Sunca.
Što se tiče stvaranja planeta, vjeruje se da će se sitne čestice prašine i kamena na disku elektrostatički prilijepiti jedna za drugu. Zatim, kako rastu u veličini, raste i njihova gravitacijska sila. Oni počinju privlačiti druge nakupine slučajnim interakcijama i sudarima, povećavajući se sve dok ne postanu čitava planeta.
Smatralo se da je za Zemlju ovaj proces trajao desetine miliona godina. Ali izotopi gvožđa u plaštu Zemlje, prema naučnicima sa Univerziteta u Kopenhagenu u Danskoj, pokazuju suprotno.
Po svom sastavu Zemlja se razlikuje od ostalih tijela u Sunčevom sistemu. Zemlja, Mjesec, Mars, meteoriti – svi oni sadrže prirodne izotope gvožđa kao što su Fe-56 i lakši Fe-54. Ali Mjesec, Mars i većina meteorita imaju jednak broj, dok je na Zemlji Fe-54 mnogo manje.
Jedino drugo kozmičko tijelo koje ima sastav sličan Zemljinom je rijetka vrsta meteorita koja se naziva CI hondriti. Zanimljivost ovih meteorita je da imaju sastav sličan Sunčevom sistemu u cjelini.
Zamislite ako imate sve sastojke za salatu. Pomiješajte ih sve zajedno u jednom velikom loncu – ovo je protoplanetarni disk, a zatim Sunčev sistem. Ali ako ste svoje sastojke rasuli u nekoliko malih posuda s različitim proporcijama svakog sastojka – sada imate zasebne planete i asteroide.
Ono što CI hondrite čini posebnim je to što su, po ovoj analogiji, poput malih sićušnih posuda koje sadrže početne proporcije sastojaka. Imati pri ruci jednu od ovih kosmičkih stijena je kao imati mikrokosmos prašine koji se kovitlao u protoplanetarnom disku u zoru Sunčevog sistema, prije 4,6 milijardi godina.
Prema modernim modelima planetarne formacije, da se materija jednostavno miješala jedna s drugom, sadržaj željeza u Zemljinom plaštu bio bi reprezentativan za mješavinu svih vrsta meteorita sa većim sadržajem Fe-54.
Činjenica da je sastav naše planete uporediv samo sa hondritima CI sugerira drugačiji model formiranja. Istraživači vjeruju da je, umjesto da se gomila, željezno jezgro Zemlje nastalo ranije u kiši kosmičke prašine – brži proces od nakupljanja većih stijena. Za to vrijeme formirano je željezno jezgro.
Tada, kada se Sunčev sistem ohladio, nakon prvih nekoliko stotina hiljada godina, CI prašina s dalekog ruba mogla je migrirati prema unutra, tamo gdje se formirala Zemlja. Rasut je po cijeloj Zemlji.
Istraživači su zaključili da je otkako je formiranje protoplanetarnog diska – i velika količina prašine u njemu koja je mogla pasti na Zemlju – trajalo samo oko 5 miliona godina, Zemlja se u tom vremenskom periodu morala nakupiti, zaključuju istraživači.
“Ovo je dodalo CI prašinu koja je pretisnula sastav željeza u plaštu Zemlje, što je moguće samo ako je većina prethodnog željeza već bila u srži”, objasnio je geolog Martin Schiller sa Univerziteta u Kopenhagenu.
Ovo ne samo da proširuje naše razumijevanje planetarne formacije, već može utjecati i na naše razumijevanje života u svemiru. Moguće je da je ovakva formacija planeta preduvjet za uslove povoljne za život.
„Sada znamo da se planetarna formacija događa svuda. Imamo zajedničke mehanizme koji rade i stvaraju planetarne sisteme. Kada razumemo ove mehanizme u našem vlastitom Sunčevom sistemu, možemo izvući slične zaključke i o drugim planetarnim sistemima u galaksiji ', rekao je kosmohemičar Martin Bizzarro sa Univerziteta u Kopenhagenu.
Studija je objavljena u časopisu Science Advances.
Izvori: Foto: NASA / JPL
