Як не дивно, насправді ми досі не знаємо, як саме утворилася наша планета. Дослідники мають спільну ідею, але більш тонкі деталі розгадати набагато складніше.
Нова стаття, що поєднує експерименти з моделюванням, виявила новий шлях формування, який набагато краще відповідає характеристикам Землі.
Хондритові астероїди – це відносно невеликі прості блоки з каменю і металу, які сформувалися на ранній стадії Сонячної системи. За словами планетолога Паоло Соссі З ETH Zurich, проблема з “астероїдною” теорією полягає в тому, що ніяка суміш цих хондритів не може пояснити точний склад Землі, яка набагато бідніша легкими летючими елементами, такими як водень і гелій, ніж повинно бути згідно з розрахунками.
Процес формування планет викликає масу питань, але вченим вдалося скласти загальну картину. Коли зірка формується зі щільної грудки матерії в молекулярній хмарі пилу і газу в космосі, речовина навколо неї приймає форму диска, який обертається навколо зростаючого світила. Невеликі щільності всередині цього виру матерії також об’єднуються в більш дрібні і більш холодні грудки. Маленькі частинки стикаються і злипаються, спочатку електростатично, а потім гравітаційно, утворюючи все більш і більш великі об’єкти, які в кінцевому підсумку можуть вирости в планету. Це – т. зв. акреційна модель, яка повністю підтверджується даними спостережень.
Але якщо скелі, злиплі разом, – це хондрити, залишається відкритим питання про відсутні більш легкі летючі елементи.
Вчені представили різні пояснення, в тому числі тепло, що виділяється під час зіткнень, яке могло випарувати деякі з більш легких елементів.
Це, однак, не завжди відповідає дійсності: згідно з недавньою експериментальною роботою, проведеною Соссі, тепло випарувало б більш легкі ізотопи елементів з меншою кількістю нейтронів. Але більш легкі ізотопи все ще присутні на Землі приблизно в тих же пропорціях, що і в хондритах.
Тому Соссі та його колеги вирішили дослідити іншу можливість: камені, з яких утворилася Земля, були не хондритовими астероїдами із загальної орбітальної околиці Землі, а планетезималіями. Це більші тіла, “насіння” планет, які виросли до розмірів, достатніх для того, щоб мати диференційоване ядро.
“Динамічні моделі, за допомогою яких ми імітуємо формування планет, показують, що планети в нашій Сонячній системі формувалися поступово. Маленькі зерна з часом перетворилися на планетезималі кілометрового розміру, накопичуючи все більше і більше матеріалу завдяки гравітаційному тяжінню”, – пояснив Соссі. За його словами, планетезималі, що сформувалися в різних областях навколо молодого Сонця або в різний час, можуть мати дуже різний хімічний склад.
Модель була розроблена для внутрішньої Сонячної системи, яку ми бачимо сьогодні: Меркурій, Венера, Земля та Марс. Команда виявила, що різноманітна суміш планетезималей з різним хімічним складом може відтворити Землю такою, якою ми її бачимо сьогодні.