Основната теория за формирането на Земята беше наречена неправдоподобна: защо се е случило

Въпреки че Земята отдавна е изследвана в детайли, учените все още трябва да отговорят на някои фундаментални въпроси.

Една от тях се отнася до формирането на планетата.Международен изследователски екип, ръководен от Федералния технологичен институт в Цюрих и Националния център за компетенции за планетарни науки, излезе с отговор на този въпрос. В изследването си учените са използвали компютърно моделиране и са провели няколко лабораторни експеримента. Резултатите от работата са публикувани в списанието Nature Astronomy.

Проблемът на старата теория

Преобладаващата теория в астрофизикатаи космохимията е, че Земята е образувана от хондритни астероиди. Това са относително малки, прости блокове от камък и метал, появили се в началото на формирането на Слънчевата система. Проблемът с тази теория е, че никаква смес от тези хондрити не може да обясни точния състав на Земята. Той няма толкова много леки, летливи елементи като водород и хелий, колкото би трябвало.

През годините учените са предлагали различнихипотези, които могат да обяснят това несъответствие. Например, смята се, че сблъсъците на обекти, които по-късно са образували Земята, освобождават огромни количества топлина. Това в крайна сметка изпари леките елементи, оставяйки планетата в сегашния й състав.

Авторите на новото изследване обаче са уверени, че тезитеориите стават неправдоподобни, след като бъде измерен изотопният състав на различни елементи на Земята. Така всички изотопи на даден химичен елемент имат еднакъв брой протони, въпреки че имат различен брой неутрони. Изотопите с по-малко неутрони са по-леки и следователно трябва да се изпаряват по-лесно. Ако теорията за изпарението по време на нагряване беше вярна, тогава на Земята щеше да има по-малко от тези леки изотопи, отколкото в оригиналните хондрити. Но изотопните измервания показват различна картина.

Нова идея

Динамични модели, с помощта на коитоучените моделират формирането на планетите и показват, че планетите в Слънчевата система са се образували постепенно. С течение на времето малките зърна се превърнаха в дълги километри планетезимали, натрупвайки все повече и повече материал под въздействието на гравитационното привличане.

Подобно на хондритите, планетезималите са малкикосмически тела от камък и метал. Но за разлика от хондритите, те са били достатъчно нагрети, за да се диференцират в метално ядро ​​и скалиста мантия. Освен това планетезималите, които са се образували в различни региони около младото Слънце или по различно време, имат различен химичен състав.

Въпросът беше дали произволна комбинация от различни планетезимали може действително да формира Земята в познатия днес състав.

Тестване на теорията

За да разбере, екипът проведе компютърни тестовемоделиране. По време на този процес хиляди планетезимали се сблъскват един с друг в ранната Слънчева система. Моделите са проектирани по такъв начин, че с течение на времето небесни тела, съответстващи на четирите скалисти планети - Меркурий, Венера, Земя и Марс - да се появят от космическите скали.

Проучването установи, че смес от много различни планетезимали всъщност може да доведе до състава на Земята, за който учените знаят.

Как ще помогне?

Сега планетарните учени имат механизъм, койтопо-добре обяснява образуването не само на Земята, но и на други скалисти планети. Може да се използва, например, за да се предвиди как съставът на Меркурий се различава от този на други скалисти планети. Дори извън Слънчевата система.