Přestože je Země dlouho podrobně prozkoumána, vědci si stále musí odpovědět na některé zásadní otázky.
Problém staré teorie
Převládající teorie v astrofyzicea kosmochemie spočívá v tom, že Země vznikla z chondritových asteroidů. Jedná se o relativně malé, jednoduché bloky kamene a kovu, které se objevily na počátku vzniku sluneční soustavy. Problém této teorie je, že žádná směs těchto chondritů nemůže vysvětlit přesné složení Země. Nemá tolik lehkých těkavých prvků, jako je vodík a helium, kolik by mělo.
V průběhu let vědci předložili různéhypotéz, které mohou vysvětlit tento rozpor. Například se předpokládalo, že srážky objektů, které později vytvořily Zemi, uvolňují obrovské množství tepla. Tím se nakonec odpařily světelné prvky a planeta zůstala v jejím současném složení.
Autoři nové studie jsou však přesvědčeni, že tytoJakmile je změřeno izotopové složení různých prvků Země, stanou se teorie nevěrohodné. Všechny izotopy chemického prvku tedy mají stejný počet protonů, i když mají různý počet neutronů. Izotopy s méně neutrony jsou lehčí a proto by měly snadněji těkat. Pokud by byla teorie o vypařování při zahřívání správná, pak by těchto světelných izotopů bylo na Zemi méně než v původních chondritech. Měření izotopů však ukazuje jiný obrázek.
Nový nápad
Dynamické modely, s jejichž pomocívědci modelují vznik planet a ukazují, že planety ve sluneční soustavě vznikaly postupně. Postupem času se malá zrnka proměnila v kilometrové planetesimály, které pod vlivem gravitační přitažlivosti hromadily stále více materiálu.
Stejně jako chondriti jsou planetesimály malékosmická tělesa z kamene a kovu. Ale na rozdíl od chondritů byly dostatečně zahřáté, aby se rozdělily na kovové jádro a skalnatý plášť. Navíc planetesimály, které se vytvořily v různých oblastech kolem mladého Slunce nebo v různých časech, mají různé chemické složení.
Otázkou bylo, zda náhodná kombinace různých planetesimál může skutečně vytvořit Zemi v dnes známém složení.
Testování teorie
Aby to zjistil, tým provedl počítačové testymodelování. Během tohoto procesu se v rané Sluneční soustavě vzájemně srazily tisíce planetesimál. Modely byly navrženy tak, aby se časem z vesmírných kamenů vynořila nebeská tělesa odpovídající čtyřem kamenným planetám – Merkuru, Venuši, Zemi a Marsu.
Studie zjistila, že směs mnoha různých planetesimál by ve skutečnosti mohla vést ke složení Země, o kterém vědci vědí.
Jak to pomůže?
Nyní planetární vědci mají mechanismus, kterýlépe vysvětluje vznik nejen Země, ale i dalších kamenných planet. Dalo by se použít například k předpovědi, jak se složení Merkuru liší od složení jiných kamenných planet. I mimo sluneční soustavu.