Close

Ученые выдвинули новую гипотезу о формировании Земли

11.07.2022 Разместил: Редакция ESOREITER 1762

На самом деле никто из нас не знает точно, как сформировалась наша планета. У нас есть общая идея, но более мелкие детали гораздо сложнее разгадать.

Ученые выдвинули новую гипотезу о формировании ЗемлиФото из открытых источников

Существует общеизвестная модель, в соответствии с которой Земля образовалась в результате постепенного скопления астероидов. Однако даже здесь есть некоторые моменты, которые сложно объяснить.

Новое исследование, выявило новый процесс формирования, который гораздо более точно соответствует характеристикам Земли.

«Преобладающая теория в астрофизике и космохимии заключается в том, что Земля образовалась из хондритовых астероидов. Это относительно небольшие, простые блоки из камня и металла, которые сформировались на ранней стадии в Солнечной системе», - сказал планетолог Паоло Сосси из ETH Zurich в Швейцарии.

«Проблема с этой теорией заключается в том, что никакая смесь этих хондритов не может объяснить точный состав Земли, которая намного беднее легкими, летучими элементами, такими как водород и гелий, чем мы ожидали».

Процесс формирования планеты вызывает множество вопросов, но ученые смогли собрать воедино общую картину. Когда звезда формируется из плотного сгустка материи в молекулярном облаке пыли и газа в космосе, материал вокруг нее собирается в диск, который вращается по орбите и наматывается на растущую звезду.

Этот диск из пыли и газа не просто способствует росту растущей звезды – небольшие плотности внутри этого вихря также объединяются в более мелкие, более холодные скопления. Мелкие частицы сталкиваются и слипаются, сначала электростатически, затем гравитационно, образуя все большие и большие объекты, которые в конечном итоге могут превратиться в планету. Это называется аккреционной моделью, и она полностью подтверждается данными наблюдений.

Но если склеивающиеся камни являются хондритами, это оставляет открытым большой вопрос о недостающих более легких, летучих элементах.

Ученые выдвигали различные объяснения, включая тепло, выделяющееся во время столкновений, которое могло испарить некоторые из более легких элементов.

Это, однако, тоже не обязательно отслеживается: согласно недавней экспериментальной работе под руководством Сосси, тепло испарило бы более легкие изотопы элементов с меньшим количеством нейтронов. Но более легкие изотопы все еще присутствуют на Земле в примерно тех же соотношениях, что и в хондритах.

Сосси и его коллеги решили исследовать другую возможность потому, что породы, которые объединились, чтобы образовать Землю, были не хондритовыми астероидами из общей орбитальной окрестности Земли, а планетезималями. Это более крупные тела, «зародыши» планет, которые выросли до размеров, достаточно больших, чтобы иметь ядро.

«Динамические модели, с помощью которых мы моделируем формирование планет, показывают, что планеты в нашей Солнечной системе формировались постепенно. Маленькие зерна со временем превратились в планетезимали размером с километр, накапливая все больше и больше материала под действием своего гравитационного притяжения», - сказал Сосси.

«Более того, планетезимали, которые сформировались в разных областях вокруг молодого Солнца или в разное время, могут иметь очень разный химический состав».

Они провели моделирование N-го тела, изменяя такие переменные, как количество планетезималей по сценарию, в котором юпитер-младенец сначала приближается к Солнцу, а затем возвращается к своему текущему положению.
Согласно этому сценарию, движение Юпитера в ранней Солнечной системе оказало чрезвычайно возмущающее воздействие на более мелкие камни, вращающиеся вокруг, рассеивая планетезимали во внутренний диск.

Моделирование было разработано для создания внутренней Солнечной системы, которую мы видим сегодня: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Команда обнаружила, что разнообразная смесь планетезималей с различным химическим составом может воспроизвести Землю такой, какой мы ее видим сегодня. Фактически, Земля была наиболее вероятным результатом моделирования.

Это может иметь важные последствия не только для Солнечной системы и понимания изменяющегося состава скалистых планет в ней, но и для других планетных систем в других частях галактики.

«Несмотря на то, что мы подозревали это, мы все равно нашли этот результат очень замечательным. Теперь у нас есть не только механизм, который лучше объясняет образование Земли, но у нас также есть ссылка для объяснения образования других скалистых планет», - сказал Сосси.

«Наше исследование показывает, насколько важно учитывать как динамику, так и химию при попытке понять формирование планет. Я надеюсь, что наши результаты приведут к более тесному сотрудничеству между исследователями в этих двух областях».

Исследование команды было опубликовано в Nature Astronomy.

‹ Назад
Вперед ›
Метки:
Планеты
Самое популярное
Загадка металлических шариков на дне Тихого океана: следы внеземного разума?
27.06.2023 4219

Ведущий ученый из Гарварда Ави Леб, возглавляющий экспедицию по поиску межзвездных останков, объявил о находке крошечных металлических шариков на дне Тихого океана, связанных с первым признанным межзвездным метеоритом IM1.

Пророчества Рэя Брэдбери, которые уже сбылись
28.08.2023 1047
Curiosity обнаружил следы древних водных потоков на Марсе
25.09.2023 459
Ученые разработали новый способ поиска жизни на Марсе
26.09.2023 554
Астрономы обнаружили «нити», переплетающие и связывающие всю Вселенную
29.09.2023 854