В много ранните години на Слънчевата система ранната Земя отнема много по-малко време, отколкото сме предполагали преди.
Според нов анализ на железни изотопи, открити в метеоритите, на по-голямата част от Земята са били необходими само 5 милиона години, за да се съберат – няколко пъти по-малко, отколкото предполагат настоящите модели.
Тази ревизия е значителен принос за нашето сегашно разбиране за формирането на планети, което предполага, че механизмите могат да бъдат по-разнообразни, отколкото си мислим, дори между планети от същия тип, разположени в една и съща зона – скалисти планети като Марс и Земята.
Виждате ли, ние не сме 100% сигурни как се формират планетите. Астрономите имат доста добра обща представа, но по-фините подробности … е, те са доста трудни за разглеждане в действие.
Широките удари на процеса на планетарно формиране са свързани с формирането на самата звезда. Звездите се образуват, когато бучка в облак прах и газ се събере под собствената си гравитация и започне да се върти. Това кара околните прах и газ да циркулират около него, като вода, циркулираща около канализацията.
Докато се върти, целият този материал образува плосък диск, който захранва нарастващата звезда. Но не целият диск ще бъде погълнат – това, което остава, се нарича протопланетен диск и той продължава да формира планети; ето защо всички планети на Слънчевата система са приблизително разположени на равна равнина около слънцето.
Що се отнася до формирането на планетите, се смята, че малки частици прах и скали в диска ще се придържат електростатично един към друг. След това, с нарастването на размера, нараства и тяхната гравитационна сила. Те започват да привличат други клъстери чрез случайни взаимодействия и сблъсъци, увеличавайки размера си, докато станат цяла планета.
Смяташе се, че за Земята този процес отнема десетки милиони години. Но изотопите на желязото в мантията на Земята, според учени от университета в Копенхаген в Дания, показват обратното.
По своя състав Земята се различава от останалите тела в Слънчевата система. Земя, Луна, Марс, метеорити – всички те съдържат естествени изотопи на желязо като Fe-56 и по-лекия Fe-54. Но Луната, Марс и повечето метеорити имат еднакъв брой, докато Земята има значително по-малко Fe-54.
Единственото друго космическо тяло, което има състав, подобен на този на Земята, е рядък вид метеорит, наречен CI хондрити. Интересното при тези метеорити е, че те имат състав, подобен на Слънчевата система като цяло.
Представете си, ако имате всички съставки за салата. Смесете ги всички заедно в една голяма тенджера – това е протопланетният диск и след това Слънчевата система. Но ако сте разпръснали съставките си в няколко малки саксии с различни пропорции на всяка съставка – сега имате отделни планети и астероиди.
Това, което прави CI хондритите специални, е, че по тази аналогия те са като малки саксии, съдържащи първоначалните пропорции на съставките. Така че да имаш една от тези космически скали под ръка е все едно да имаш микрокосмос прах, който се върти в протопланетен диск в зората на Слънчевата система, преди 4,6 милиарда години.
Според съвременните модели на планетарно образуване, ако материята просто се смесва помежду си, съдържанието на желязо в земната мантия би било представително за смес от всички видове метеорити с по-високо съдържание на Fe-54.
Фактът, че съставът на нашата планета е сравним само с CI хондрити, предполага различен модел на формиране. Изследователите смятат, че вместо да се трупа, железното ядро на Земята се е образувало по-рано в дъжд от космически прах – по-бърз процес от натрупването на по-големи скали. През това време се образува желязна сърцевина.
След това, когато Слънчевата система се охлади, след първите няколкостотин хиляди години, прахът CI от далечния ръб може да мигрира навътре, там, където се формира Земята. Разпръснато е по цялата Земя.
Изследователите заключават, че тъй като образуването на протопланетния диск – и голямото количество прах в него, което е могло да падне на Земята – е продължило само около 5 милиона години, Земята трябва да се е натрупала през този период от време, заключават изследователите.
„Това добавяне на прах от CI отпечатва състава на желязото в мантията на Земята, което е възможно само ако по-голямата част от предишното желязо вече е в ядрото“, обясни геологът Мартин Шилер от университета в Копенхаген.
Това не само разширява нашето разбиране за планетарното формиране, но може да повлияе и на нашето разбиране за живота във Вселената. Възможно е този вид планетарна формация да е предпоставка за условия, благоприятни за живота.
„Сега знаем, че планетарното формиране се случва навсякъде. Имаме общи механизми, които работят и създават планетни системи. Когато разберем тези механизми в нашата собствена слънчева система, можем да направим подобни заключения относно други планетни системи в галактиката “, каза космохимикът Мартин Бизаро от университета в Копенхаген.
Изследването е публикувано в списанието Science Advances.
Източници: Снимка: NASA / JPL
