A Naprendszer nagyon korai éveiben a korai Föld kialakulása sokkal kevesebb időt vett igénybe, mint azt korábban gondoltuk.
A meteoritokban talált vas-izotópok új elemzése szerint a Föld nagy részének csak 5 millió év kellett ahhoz, hogy összeálljon – ez többszörösen kevesebb, mint a jelenlegi modellek sugallják.
Ez a felülvizsgálat jelentősen hozzájárul a bolygóképződés jelenlegi megértéséhez, ami azt sugallja, hogy a mechanizmusok változatosabbak lehetnek, mint gondolnánk, még az azonos területen található azonos típusú bolygók – sziklás bolygók, például a Mars és a Föld – között is.
Látja, nem vagyunk 100% -ban biztosak abban, hogyan alakulnak ki a bolygók. A csillagászoknak elég jó általános elképzelésük van, de a legfinomabb részletek … nos, elég nehéz őket látni működés közben.
A bolygóképződési folyamat nagy vonásai magának a csillagnak a kialakulásához kapcsolódnak. A csillagok akkor keletkeznek, amikor a por és a gáz felhőjében lévő gomoly összegyűlik a saját gravitációja alatt, és forogni kezd. Ennek hatására a környező por és gáz körbe kering, mint a víz a lefolyó körül.
Forgás közben ez az anyag egy lapos korongot képez, amely táplálja a növekvő csillagot. De nem a teljes lemez fog felszívódni – a maradékot protoplanetáris lemeznek nevezik, és ez továbbra is bolygókat képez; ezért a Naprendszer összes bolygója nagyjából egy sík síkon helyezkedik el a Nap körül.
A bolygóképződésről azt gondolják, hogy a korong apró por- és kőszemcséi elektrosztatikusan ragaszkodnak egymáshoz. Aztán, ahogy növekszik a méretük, növekszik a gravitációs erejük is. Véletlenszerű interakciók és ütközések révén vonzani kezdik a többi klasztert, egyre nagyobb méretben, amíg egy egész bolygóvá nem válnak.
Úgy gondolták, hogy a Föld számára ez a folyamat több tízmillió évig tartott. De a dániai Koppenhágai Egyetem tudósai szerint a Föld palástjában lévő vas izotópjai ennek ellenkezőjét mutatják.
Összetételében a Föld különbözik a Naprendszer többi testétől. Föld, Hold, Mars, meteoritok – ezek mind tartalmazzák a természetben előforduló vas-izotópokat, mint például a Fe-56 és az öngyújtó Fe-54. De a Hold, a Mars és a legtöbb meteorit azonos számmal rendelkezik, míg a Földön lényegesen kevesebb Fe-54 van.
Az egyetlen másik kozmikus test, amelynek összetétele a Földhöz hasonló, a meteoritok ritka típusa, az úgynevezett CI kondritok. Ezeknek a meteoritoknak az az érdekes, hogy összetétele hasonló a Naprendszer egészéhez.
Képzelje el, ha megkapta az összes hozzávalót egy salátához. Keverje össze őket egy nagy edényben – ez a protoplanetáris korong, majd a Naprendszer. De ha összetevőit több kis edénybe szórta, az egyes összetevők különböző arányával – most külön bolygók és aszteroidák vannak.
A CI-kondritokat különlegessé teszi, hogy ezen analógia alapján olyanok, mint a kis apró edények, amelyek az összetevők kezdeti arányát tartalmazzák. Tehát, ha kéznél van egy ilyen kozmikus kőzet, olyan, mintha egy mikropozmosz kavargana egy protoplanetáris korongban a Naprendszer hajnalán, 4,6 milliárd évvel ezelőtt.
A bolygóképződés modern modelljei szerint, ha az anyagot egyszerűen összekeverik egymással, akkor a Föld palástjának vaskoncentrációja mindenféle meteorit keverékének reprezentatív, magasabb Fe-54 tartalommal.
Az a tény, hogy bolygónk összetétele csak a CI-kondritokkal hasonlítható össze, más képződési modellt sugall. A kutatók úgy vélik, hogy a Föld vasmagja a felhalmozás helyett a kozmikus por esőjében korábban képződött – ez gyorsabb folyamat, mint a nagyobb kőzetek felhalmozódása. Ez idő alatt kialakult egy vasmag.
Aztán amikor a Naprendszer lehűlt, az első néhány százezer év után a CI por a túlsó szélről befelé vándorolhatott, oda, ahol a Föld formálódott. Szétszórva az egész Földön.
A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy mivel a protoplanetáris korong kialakulása – és a benne lévő nagy mennyiségű por, amely a Földre eshetett – csak körülbelül 5 millió évig tartott, a Földnek ebben az időszakban fel kell nőnie – vonják le a kutatók.
“Ez a hozzáadott CI-por felülnyomta a vas palack összetételét a Föld palástjában, ami csak akkor lehetséges, ha az előző vas nagy része már a magban volt” – magyarázta Martin Schiller geológus, a koppenhágai egyetem munkatársa.
Ez nem csak tágabbá teszi a bolygóképződés megértését, hanem befolyásolhatja a világegyetem életének megértését is. Lehetséges, hogy ez a fajta bolygóképződés előfeltétele az életet elősegítő körülményeknek.
„Most már tudjuk, hogy a bolygóképződés mindenütt zajlik. Vannak közös mechanizmusaink, amelyek működnek és bolygórendszereket hoznak létre. Amikor megértjük ezeket a mechanizmusokat saját naprendszerünkben, hasonló következtetéseket vonhatunk le a galaxis többi bolygórendszeréről is “- mondta Martin Bizzarro, a Koppenhágai Egyetem kozmokémikusa.
A tanulmány a Science Advances folyóiratban jelent meg.
Források: Fotó: NASA / JPL
