Selvom Jorden længe er blevet undersøgt i detaljer, skal forskerne stadig besvare nogle grundlæggende spørgsmål.
Problemet med den gamle teori
Den fremherskende teori i astrofysikog kosmokemi er, at Jorden blev dannet af kondrit-asteroider. Disse er relativt små, simple blokke af sten og metal, der dukkede op tidligt i dannelsen af solsystemet. Problemet med denne teori er, at ingen blanding af disse kondritter kan forklare Jordens nøjagtige sammensætning. Den har ikke så mange lette, flygtige grundstoffer som brint og helium, som den burde.
I årenes løb har forskere fremsat forskelligehypoteser, der kan forklare denne uoverensstemmelse. For eksempel mente man, at kollisioner af objekter, der senere dannede Jorden, frigav enorme mængder varme. Dette fordampede til sidst de lette elementer og efterlod planeten i dens nuværende sammensætning.
Forfatterne af den nye undersøgelse er dog sikre på, at disseteorier bliver usandsynlige, når først den isotopiske sammensætning af forskellige elementer på Jorden er målt. Således har alle isotoper af et kemisk grundstof det samme antal protoner, selvom de har et forskelligt antal neutroner. Isotoper med færre neutroner er lettere og bør derfor fordampe lettere. Hvis teorien om fordampning under opvarmning var korrekt, ville der være færre af disse lette isotoper på Jorden end i de oprindelige kondritter. Men isotopmålinger viser et andet billede.
Ny idé
Dynamiske modeller, ved hjælp af hvilkevidenskabsmænd modellerer dannelsen af planeter og viser, at planeterne i solsystemet er dannet gradvist. Over tid blev små korn til kilometerlange planetesimaler, der akkumulerede mere og mere materiale under påvirkning af gravitationstiltrækning.
Ligesom kondritter er planetesimaler småkosmiske legemer lavet af sten og metal. Men i modsætning til kondritter blev de opvarmet nok til at differentiere sig til en metallisk kerne og en stenet kappe. Desuden har planetesimaler, der er dannet i forskellige områder omkring den unge sol eller på forskellige tidspunkter, forskellige kemiske sammensætninger.
Spørgsmålet var, om en tilfældig kombination af forskellige planetesimaler faktisk kunne danne Jorden i den sammensætning, man kender i dag.
Test af teorien
For at finde ud af det gennemførte holdet computertestsmodellering. Under denne proces kolliderede tusindvis af planetesimaler med hinanden i det tidlige solsystem. Modellerne var designet på en sådan måde, at himmellegemer svarende til de fire klippeplaneter - Merkur, Venus, Jorden og Mars - med tiden ville dukke op fra rummets klipper.
Undersøgelsen viste, at en blanding af mange forskellige planetesimaler faktisk kunne føre til Jordens sammensætning, som forskerne kender til.
Hvordan vil det hjælpe?
Nu har planetforskere en mekanisme, derbedre forklarer dannelsen af ikke kun Jorden, men også andre klippeplaneter. Det kunne for eksempel bruges til at forudsige, hvordan Merkurs sammensætning adskiller sig fra andre klippeplaneters. Selv uden for solsystemet.