Znanost još uvijek ne zna kako je nastao naš planet. Postoji široka opća ideja, ali sitnije detalje postanka Zemlje puno je teže razotkriti.
Znanstvenici imaju model koji je trenutno prihvaćen kao najvjerojatnije objašnjenje do sada: da je Zemlja nastala postupnim nakupljanjem asteroida. Međutim, čak i u toj teoriji postoje neke činjenice o nastanku našeg planeta koje je teško objasniti.
Nova studija objavljena u znanstvenom časopisu Nature Astronomy, kombinirajući eksperimentiranje s modeliranjem, otkrila je novi put formiranja koji puno preciznije odgovara karakteristikama Zemlje.
Prevladavajuća teorija u astrofizici i kozmokemiji je da je Zemlja nastala od hondritičnih asteroida. To su relativno mali, jednostavni blokovi stijena i metala koji su se formirali rano u Sunčevom sustavu. Problem s ovom teorijom je u tome što nikakva mješavina ovih hondrita ne može objasniti točan sastav Zemlje, koja je puno siromašnija lakim, hlapljivim elementima poput vodika i helija nego što bismo očekivali, rekao je planetolog Paolo Sossi sa švicarskog federalnog instituta za tehnologiju i Sveučilišta tehnologije, znanosti i menadžmenta (ETH Zurich) u Švicarskoj.
Postoji cijela hrpa upitnika oko procesa formiranja planeta, ali znanstvenici su uspjeli sastaviti opću sliku. Kada se zvijezda formira iz guste nakupine materije u molekularnom oblaku prašine i plina u svemiru, materijal oko nje se slaže u disk koji kruži i uvija se u rastuću zvijezdu. Taj disk prašine i plina ne doprinosi samo struku rastuće zvijezde, male gustoće unutar tog vrtloga također se skupljaju u manje, hladnije nakupine. Male se čestice sudaraju i lijepe zajedno, najprije elektrostatički, zatim gravitacijski, tvoreći sve veće objekte koji na kraju mogu izrasti u planet. To se zove model akrecije i snažno je potkrijepljen dokazima promatranja.
Ali ako su stijene koje se drže zajedno hondriti, to ostavlja veliko otvoreno pitanje o nedostajućim lakšim, hlapljivim elementima. Znanstvenici su postavili različita objašnjenja, uključujući toplinu generiranu tijekom sudara koja je mogla ispariti neke od tih lakših elemenata.
To, međutim, ne mora nužno pratiti ni jedno ni drugo: toplina bi isparila lakše izotope elemenata, s manje neutrona, prema nedavnom eksperimentalnom radu koji je vodio Sossi. Ali lakši izotopi još uvijek su prisutni na Zemlji u otprilike sličnim omjerima onima koji se nalaze u hondritima.
Stoga su Sossi i njegovi kolege krenuli istraživati još jednu mogućnost: da stijene koje su spojene da bi napravile Zemlju nisu hondritični asteroidi iz Zemljinog općeg orbitalnog susjedstva, već planetezimali. To su veća tijela, takozvane "sjemenke" planeta koje su narasle do veličine dovoljno velike da imaju diferenciranu jezgru.
Dinamički modeli s kojima simuliramo formiranje planeta pokazuju da su se planeti u našem Sunčevom sustavu formirali progresivno. Mala zrnca su s vremenom prerasla u planetezimale promjera više kilometara akumulirajući sve više i više materijala svojom gravitacijskom silom. Štoviše, planetezimali koji su nastali u različitim područjima oko mladog Sunca ili u različito vrijeme mogu imati vrlo različite kemijske sastave, rekao je Sossi.
Pokrenuli su simulacije N-tijela, mijenjajući varijable kao što je broj planetezimala, prema scenariju "Grand Tack", u kojem se mladi Jupiter prvo približava Suncu, a zatim se ponovno vraća na svoju trenutnu poziciju. Prema tom scenariju, kretanje Jupitera u ranom Sunčevom sustavu imalo je izuzetno uznemirujući učinak na manje stijene koje se vrte okolo, raspršujući planetezimale u unutarnji disk.
Simulacije su osmišljene da proizvedu unutarnji Sunčev sustav kakav vidimo danas: Merkur, Veneru, Zemlju i Mars. Sossijev tim je otkrio da raznolika mješavina planetezimala s različitim kemijskim sastavima može reproducirati Zemlju kakvu danas vidimo. Zapravo, Zemlja je bila najvjerojatniji ishod simulacija.
To bi moglo imati važne implikacije ne samo za Sunčev sustav i razumijevanje različitih sastava stjenovitih planeta u njemu, već i za druge planetarne sustave drugdje u galaksiji.
Iako smo sumnjali u to, ipak smo smatrali da je ovaj rezultat vrlo izvanredan. Sada ne samo da imamo mehanizam koji bolje objašnjava nastanak Zemlje, već imamo i referencu za objašnjenje nastajanja drugih stjenovitih planeta. Naša studija pokazuje koliko je važno uzeti u obzir i dinamiku i kemiju kada pokušavamo razumjeti formiranje planeta. Nadam se da će naša otkrića dovesti do bliže suradnje između istraživača u ova dva polja, zaključio je Sossi.
Izvor: Science Alert
