Ve velmi raných letech sluneční soustavy trvalo vytvoření rané Země mnohem méně času, než jsme si dříve mysleli.
Podle nové analýzy izotopů železa nalezených v meteoritech trvalo většině Země jen 5 milionů let, než se spojily – několikrát méně, než naznačují současné modely.
Tato revize je významným příspěvkem k našemu současnému chápání planetárního formování, což naznačuje, že mechanismy mohou být rozmanitější, než si myslíme, dokonce i mezi planetami stejného typu umístěnými ve stejné oblasti – skalními planetami, jako je Mars a Země.
Vidíte, nejsme si 100% jisti, jak se planety formují. Astronomové mají celkem dobrou obecnou představu, ale jemnější detaily … no, je těžké je vidět v akci.
Široké tahy procesu formování planet jsou spojeny s formováním samotné hvězdy. Hvězdy se tvoří, když se hromada v oblaku prachu a plynu shromažďuje pod vlastní gravitací a začíná se točit. To způsobí, že okolní prach a plyn cirkulují kolem něj, jako voda cirkulující kolem odtoku.
Jak se točí, veškerý tento materiál tvoří plochý disk, který živí rostoucí hvězdu. Ale ne celý disk bude absorbován – to, co zbylo, se nazývá protoplanetární disk a pokračuje ve formování planet; proto jsou všechny planety sluneční soustavy zhruba umístěny v ploché rovině kolem Slunce.
Pokud jde o planetární formaci, předpokládá se, že malé částice prachu a hornin v disku se k sobě elektrostaticky drží. Poté, jak rostou, roste také jejich gravitační síla. Začínají přitahovat další shluky náhodnými interakcemi a kolizemi, které se zvětšují, dokud se nestanou celou planetou.
Věřilo se, že pro Zemi tento proces trval desítky milionů let. Ale izotopy železa v zemském plášti podle vědců na univerzitě v Kodani v Dánsku ukazují pravý opak.
Země se svým složením liší od ostatních těles sluneční soustavy. Země, Měsíc, Mars, meteority – všechny obsahují přirozeně se vyskytující izotopy železa, jako je Fe-56 a lehčí Fe-54. Ale Měsíc, Mars a většina meteoritů mají stejný počet, zatímco Země má podstatně méně Fe-54.
Jediným dalším kosmickým tělesem, které má podobné složení jako Země, je vzácný typ meteoritu zvaný CI chondrity. Zajímavostí těchto meteoritů je, že mají složení podobné sluneční soustavě jako celku.
Představte si, že máte všechny ingredience na salát. Smíchejte je všechny dohromady v jednom velkém hrnci – to je protoplanetární disk a poté sluneční soustava. Pokud jste ale své ingredience rozptýlili do několika malých nádob s různými poměry každé ingredience – nyní máte samostatné planety a asteroidy.
To, co dělá chondrity CI speciální, je to, že v této analogii jsou jako malé drobné květináče, které obsahují počáteční poměr přísad. Mít po ruce jednu z těchto kosmických hornin je tedy jako mít mikrokosmos prachu vířící v protoplanetárním disku na úsvitu sluneční soustavy, před 4,6 miliardami let.
Podle moderních modelů formování planet by obsah železa v zemském plášti reprezentoval směs všech druhů meteoritů s vyšším obsahem Fe-54.
Skutečnost, že složení naší planety je srovnatelné pouze s CI chondrity, naznačuje jiný model formace. Vědci se domnívají, že místo hromadění se železné jádro Země vytvořilo dříve v dešti kosmického prachu – rychlejší proces než narůstání větších hornin. Během této doby bylo vytvořeno železné jádro.
Poté, když sluneční soustava vychladla, mohl po prvních několika stovkách tisíc let prach CI ze vzdáleného okraje migrovat dovnitř, kam se formovala Země. Je rozptýlen po celé Zemi.
Vědci dospěli k závěru, že protože tvorba protoplanetárního disku – a velké množství prachu v něm, který mohl spadnout na Zemi – trvala jen asi 5 milionů let, musí se Země během tohoto období akumulovat, uzavírají vědci.
„Tento přidaný prach CI přetiskl složení železa v zemském plášti, což je možné pouze tehdy, pokud většina předchozího železa již byla v jádru,“ vysvětlil geolog Martin Schiller z univerzity v Kodani.
To nejen rozšiřuje naše chápání formování planet, ale může to také ovlivnit naše chápání života ve vesmíru. Je možné, že tento druh planetární formace je předpokladem pro podmínky příznivé pro život.
“Nyní víme, že planetární formace se děje všude.” Máme společné mechanismy, které fungují a vytvářejí planetární systémy. Když pochopíme tyto mechanismy v naší vlastní sluneční soustavě, můžeme vyvodit podobné závěry o dalších planetárních systémech v galaxii, 'řekl kosmochemik Martin Bizzarro z univerzity v Kodani.
Studie byla publikována v časopise Science Advances.
Zdroje: Foto: NASA / JPL
