Hlavná teória vzniku Zeme sa nazývala nepravdepodobná: prečo sa to stalo

Aj keď je Zem už dlho podrobne študovaná, vedci stále musia zodpovedať niektoré zásadné otázky.

Jedna z nich sa týka formovania planéty.S odpoveďou na túto otázku prišiel medzinárodný výskumný tím pod vedením Federálneho technologického inštitútu v Zürichu a Národného kompetenčného centra pre planetárnu vedu. Vo svojej štúdii vedci použili počítačové modelovanie a vykonali niekoľko laboratórnych experimentov. Výsledky práce boli publikované v časopise Nature Astronomy.

Problém starej teórie

Prevládajúca teória v astrofyzikea kozmochémia je taká, že Zem vznikla z chondritových asteroidov. Ide o relatívne malé, jednoduché bloky kameňa a kovu, ktoré sa objavili na začiatku formovania slnečnej sústavy. Problémom tejto teórie je, že žiadna zmes týchto chondritov nedokáže vysvetliť presné zloženie Zeme. Nemá toľko ľahkých, prchavých prvkov ako vodík a hélium, koľko by malo.

V priebehu rokov vedci predložili rôznehypotéz, ktoré môžu vysvetliť tento rozpor. Predpokladalo sa napríklad, že zrážky objektov, ktoré neskôr vytvorili Zem, uvoľňujú obrovské množstvo tepla. Tým sa nakoniec vyparili svetelné prvky a planéta zostala v jej súčasnom zložení.

Autori novej štúdie sú však presvedčení, že tietoTeórie sa stávajú nepravdepodobnými, keď sa zmeria izotopové zloženie rôznych prvkov Zeme. Všetky izotopy chemického prvku teda majú rovnaký počet protónov, hoci majú rôzny počet neutrónov. Izotopy s menším počtom neutrónov sú ľahšie a preto by mali ľahšie prchať. Ak by bola správna teória o vyparovaní pri zahrievaní, potom by týchto svetelných izotopov bolo na Zemi menej ako v pôvodných chondritoch. Ale merania izotopov ukazujú iný obraz.

Nový nápad

Dynamické modely, s pomocou ktorýchvedci modelujú vznik planét a ukazujú, že planéty v slnečnej sústave vznikali postupne. Postupom času sa malé zrnká zmenili na kilometrové planetesimály, ktoré pod vplyvom gravitačnej príťažlivosti hromadili stále viac materiálu.

Podobne ako chondrity, aj planetezimály sú malékozmické telá vyrobené z kameňa a kovu. Ale na rozdiel od chondritov boli dostatočne zahriate, aby sa rozlíšili na kovové jadro a skalnatý plášť. Navyše, planetesimály, ktoré sa vytvorili v rôznych oblastiach okolo mladého Slnka alebo v rôznych časoch, majú rôzne chemické zloženie.

Otázkou bolo, či náhodná kombinácia rôznych planetezimál môže skutočne vytvoriť Zem v dnes známom zložení.

Testovanie teórie

Aby to zistil, tím vykonal počítačové testymodelovanie. Počas tohto procesu sa v ranej slnečnej sústave navzájom zrazili tisíce planetesimál. Modely boli navrhnuté tak, aby sa časom z vesmírnych skál vynorili nebeské telesá zodpovedajúce štyrom kamenným planétam – Merkúru, Venuši, Zemi a Marsu.

Štúdia zistila, že zmes mnohých rôznych planetezimál môže skutočne viesť k zloženiu Zeme, o ktorom vedci vedia.

Ako to pomôže?

Teraz planetári majú mechanizmus, ktorýlepšie vysvetľuje vznik nielen Zeme, ale aj iných kamenných planét. Dalo by sa použiť napríklad na predpovedanie toho, ako sa zloženie Merkúra líši od zloženia iných kamenných planét. Aj mimo slnečnej sústavy.