למרות שכדור הארץ נחקר זה מכבר בפירוט, מדענים עדיין צריכים לענות על כמה שאלות בסיסיות.
הבעיה של התיאוריה הישנה
התיאוריה הרווחת באסטרופיזיקהו קוסמוכימיה היא שכדור הארץ נוצר מאסטרואידים כונדריטים. מדובר בלוקים קטנים יחסית ופשוטים של אבן ומתכת שהופיעו בשלב מוקדם של היווצרות מערכת השמש. הבעיה עם התיאוריה הזו היא ששום תערובת של הכונדריטים האלה לא יכולה להסביר את ההרכב המדויק של כדור הארץ. אין בו אלמנטים קלים ונדיפים כמו מימן והליום כמו שצריך.
במהלך השנים, מדענים הציגו שונההשערות שעשויות להסביר את הפער הזה. לדוגמה, התנגשויות של עצמים שיצרו מאוחר יותר את כדור הארץ חשבו כמשחררות כמויות אדירות של חום. זה בסופו של דבר אידוי את היסודות הקלים, והותיר את כוכב הלכת בהרכבו הנוכחי.
עם זאת, מחברי המחקר החדש בטוחים כי אלהתיאוריות הופכות בלתי סבירות ברגע שנמדד ההרכב האיזוטופי של אלמנטים שונים של כדור הארץ. לפיכך, לכל האיזוטופים של יסוד כימי יש אותו מספר של פרוטונים, אם כי יש להם מספר שונה של נויטרונים. איזוטופים עם פחות נויטרונים הם קלים יותר ולכן, אמורים להתנדף ביתר קלות. אם תיאוריית האידוי במהלך החימום הייתה נכונה, אזי היו פחות איזוטופים אור אלה על פני כדור הארץ מאשר בכונדריטים המקוריים. אבל מדידות איזוטופים מראות תמונה אחרת.
רעיון חדש
דגמים דינמיים, בעזרתםמדענים מדגים את היווצרותם של כוכבי לכת ומראים שכוכבי הלכת במערכת השמש נוצרו בהדרגה. עם הזמן, גרגרים קטנים הפכו לכוכבי הלכת באורך קילומטר, וצברו עוד ועוד חומר בהשפעת משיכה כבידה.
כמו כונדריטים, הפלנטזימלים קטניםגופים קוסמיים עשויים אבן ומתכת. אבל, בניגוד לכונדריטים, הם היו מחוממים מספיק כדי להתמיין לליבה מתכתית ולמעטה סלעית. יתרה מכך, לפלנטזימלים שנוצרו באזורים שונים סביב השמש הצעירה או בזמנים שונים יש הרכבים כימיים שונים.
השאלה הייתה האם שילוב אקראי של פלנטזימלים שונים באמת יכול ליצור את כדור הארץ בהרכב המוכר היום.
בודקים את התיאוריה
כדי לברר זאת, הצוות ערך בדיקות מחשבדוּגמָנוּת. במהלך תהליך זה, אלפי פלנטזימלים התנגשו זה בזה במערכת השמש המוקדמת. הדגמים תוכננו כך שעם הזמן, גרמי שמים התואמים לארבעת כוכבי הלכת הסלעיים - מרקורי, נוגה, כדור הארץ ומאדים - יגיחו מסלעי החלל.
המחקר מצא שתערובת של הרבה פלנטזימלים שונים יכולה למעשה להוביל להרכב כדור הארץ שמדענים יודעים עליו.
איך זה יעזור?
עכשיו למדענים פלנטריים יש מנגנון כזהמסביר טוב יותר את היווצרותם של לא רק כדור הארץ, אלא גם כוכבי לכת סלעיים אחרים. אפשר להשתמש בו, למשל, כדי לחזות כיצד הרכבו של מרקורי שונה מזה של כוכבי לכת סלעיים אחרים. אפילו מחוץ למערכת השמש.