Aurinkokunnan varhaisina vuosina varhaisen Maan muodostuminen kesti paljon vähemmän aikaa kuin aiemmin ajattelimme.
Meteoriiteista löydettyjen rauta-isotooppien uuden analyysin mukaan suurimman osan maapallosta kesti vain viisi miljoonaa vuotta – yhdessä useita kertoja vähemmän kuin nykyiset mallit viittaavat.
Tämä tarkistus on merkittävä panos nykyiseen käsitykseemme planeettojen muodostumisesta, mikä viittaa siihen, että mekanismit voivat olla monipuolisempia kuin luulemme, jopa samalla alueella sijaitsevien samantyyppisten planeettojen – kivisten planeettojen, kuten Marsin ja Maan, välillä.
Emme ole 100% varmoja siitä, kuinka planeetat muodostuvat. Tähtitieteilijöillä on melko hyvä yleinen ajatus, mutta yksityiskohdat … No, niitä on melko vaikea tarkkailla toiminnassa.
Planeetan muodostumisprosessin laaja aivohalvaus liittyy itse tähden muodostumiseen. Tähdet muodostuvat, kun pöly- ja kaasupilvi kerääntyy omaan painovoimaansa ja alkaa pyöriä. Tämä saa ympäröivän pölyn ja kaasun kiertämään sen ympärillä, kuten veden kiertävän viemärin ympärillä.
Pyöriessään kaikki tämä materiaali muodostaa tasaisen levyn, joka ruokkii kasvavaa tähteä. Mutta koko levy ei imeydy – jäljellä olevaa kutsutaan protoplaneettalevyksi, ja se muodostaa edelleen planeettoja; siksi kaikki aurinkokunnan planeetat ovat karkeasti tasaisella tasolla auringon ympäri.
Planeetan muodostumisesta uskotaan, että levyssä olevat pienet pöly- ja kivihiukkaset tarttuvat sähköstaattisesti toisiinsa. Sitten, kun ne kasvavat kooltaan, myös niiden painovoima kasvaa. He alkavat houkutella muita klustereita satunnaisilla vuorovaikutuksilla ja törmäyksillä, jotka kasvavat kokoaan, kunnes niistä tulee koko planeetta.
Uskottiin, että maapallolle tämä prosessi kesti kymmeniä miljoonia vuosia. Mutta maapallon vaipan raudan isotoopit ovat Tanskan Kööpenhaminan yliopiston tutkijoiden mukaan päinvastaista.
Koostumukseltaan Maa eroaa muista aurinkokunnan elimistä. Maa, Kuu, Mars, meteoriitit – ne kaikki sisältävät luonnossa esiintyviä raudan isotooppeja, kuten Fe-56 ja kevyempi Fe-54. Kuulla, Marsilla ja useimmilla meteoriiteilla on kuitenkin sama määrä, kun taas maapallolla on huomattavasti vähemmän Fe-54: tä.
Ainoa muu kosminen kappale, jolla on samanlainen koostumus kuin Maan, on harvinainen meteoriittityyppi, jota kutsutaan CI-kondriiteiksi. Näiden meteoriittien mielenkiintoinen asia on, että niiden koostumus on samanlainen kuin koko aurinkokunnassa.
Kuvittele, jos sinulla on kaikki salaatin ainesosat. Sekoita ne kaikki yhteen isoon kattilaan – tämä on protoplaneettalevy ja sitten aurinkokunta. Mutta jos hajotit ainesosasi useaan pieneen ruukkuun, joissa jokaisessa ainesosassa on eri osuudet – nyt sinulla on erilliset planeetat ja asteroidit.
CI-kondriitit tekee erityisiksi se, että tämän analogian mukaan ne ovat kuin pieniä pieniä ruukkuja, jotka sisältävät alkuperäiset ainesosuudet. Joten, jos jokin näistä kosmisista kivistä on kätevä, on kuin mikrokosmos pyörii protoplaneettalevyssä aurinkokunnan aamunkoitteessa, 4,6 miljardia vuotta sitten.
Nykyaikaisten planeettojen muodostumismallien mukaan, jos aine vain sekoittuu toisiinsa, maapallon vaipan rautapitoisuus edustaisi kaikenlaisten meteoriittien seosta, jolla on korkeampi Fe-54-pitoisuus.
Se, että planeettamme koostumus on verrattavissa vain CI-kondriitteihin, viittaa erilaiseen muodostumismalliin. Tutkijat uskovat, että maapallon rautaydin muodostui kasaantumisen sijasta aikaisemmin kosmisessa pölyssä – nopeampi prosessi kuin suurempien kivien kertyminen. Tänä aikana muodostui rautaydin.
Sitten, kun aurinkokunta jäähtyi, muutaman ensimmäisen sadan tuhannen vuoden jälkeen CI-pöly kaukaisesta reunasta voi siirtyä sisäänpäin, sinne, missä maa oli muodostumassa. Se on hajallaan ympäri maapalloa.
Tutkijat päättelivät, että koska protoplaneettalevyn muodostuminen – ja siinä oleva suuri määrä pölyä, joka olisi voinut pudota maahan – kesti vain noin 5 miljoonaa vuotta, maapallon on täytynyt kasvaa tänä aikana, tutkijat päättelevät.
“Tämä lisätty CI-pöly painoi maapallon vaipan raudan koostumukseen, mikä on mahdollista vain, jos suurin osa edellisestä raudasta oli jo ytimessä”, kertoi geologi Martin Schiller Kööpenhaminan yliopistosta.
Tämä paitsi laajentaa ymmärrystämme planeettojen muodostumisesta, mutta se voi myös vaikuttaa käsitykseemme maailmankaikkeuden elämästä. On mahdollista, että tällainen planeettojen muodostuminen on edellytys elämälle suotuisille olosuhteille.
”Tiedämme nyt, että planeettojen muodostumista tapahtuu kaikkialla. Meillä on yhteisiä mekanismeja, jotka toimivat ja luovat planeettajärjestelmiä. Kun ymmärrämme nämä mekanismit omassa aurinkokunnassamme, voimme tehdä samanlaiset johtopäätökset galaksin muista planeettajärjestelmistä '', sanoi kosmokemisti Martin Bizzarro Kööpenhaminan yliopistosta.
Tutkimus julkaistiin Science Advances -lehdessä.
Lähteet: Kuva: NASA / JPL
