地球は長い間詳細に研究されてきましたが、科学者たちはまだいくつかの基本的な疑問に答えなければなりません。
古い理論の問題
天体物理学における一般的な理論そして宇宙化学は、地球がコンドライト小惑星から形成されたということです。これらは、太陽系形成の初期に現れた、比較的小さくて単純な石と金属の塊です。この理論の問題は、これらのコンドライトの混合物が地球の正確な組成を説明できないことです。水素やヘリウムなどの軽くて揮発性の元素が必要なほど多く含まれていません。
長年にわたり、科学者たちはさまざまな研究を提唱してきました。この矛盾を説明できるかもしれない仮説。たとえば、後に地球を形成する物体の衝突では、膨大な量の熱が放出されると考えられていました。これにより最終的には軽元素が蒸発し、惑星は現在の組成のままになりました。
しかし、新しい研究の著者らは、これらのことは、地球のさまざまな元素の同位体組成が測定されると、理論は信じがたいものになります。したがって、化学元素のすべての同位体は同じ数の陽子を持ちますが、中性子の数は異なります。中性子の数が少ない同位体は軽いため、より容易に揮発するはずです。加熱中の蒸発理論が正しければ、地球上には元のコンドライトよりもこれらの軽い同位体が少なくなるはずです。しかし、同位体測定では異なる状況が示されます。
新しい考え
動的モデルの助けを借りて科学者たちは惑星の形成をモデル化し、太陽系の惑星が徐々に形成されたことを示しました。時間が経つにつれて、小さな粒子は長さ数キロメートルの微惑星に変化し、重力の影響下でさらに多くの物質を蓄積しました。
コンドライトと同様、微惑星は小さい石と金属でできた宇宙の天体。しかし、コンドライトとは異なり、それらは金属核と岩石マントルに分化するほど十分に加熱されました。さらに、若い太陽の周りのさまざまな領域またはさまざまな時期に形成された微惑星は、さまざまな化学組成を持っています。
問題は、異なる微惑星のランダムな組み合わせが、今日知られている構成で実際に地球を形成できるかどうかということでした。
理論のテスト
それを調べるために、チームはコンピューターテストを実施しましたモデリング。この過程で、初期の太陽系では何千もの微惑星が互いに衝突しました。モデルは、時間の経過とともに、水星、金星、地球、火星の 4 つの岩石惑星に対応する天体が宇宙の岩石から現れるように設計されました。
この研究では、多くの異なる微惑星の混合物が実際に科学者が知っている地球の組成につながる可能性があることを発見しました。
それはどのように役立ちますか？
現在、惑星科学者たちは、これは、地球だけでなく他の岩石惑星の形成をよりよく説明します。たとえば、水星の組成が他の岩石惑星の組成とどのように異なるかを予測するために使用できる可能性があります。太陽系の外でも。