Исследователи предлагают новую теорию для объяснения формирования Земли
Общепринятая сегодня теория гласит, что наша планета образовалась в результате астероидной аккреции хряща. Однако само по себе это смешение хрящей не объясняет полностью химию нашей планеты. Наконец, наша планета содержит меньше легких летучих элементов, чем предсказывает эта теория. Международная группа астрономов предложила альтернативный сценарий формирования всех каменистых планет, а не только земли.
Содержание статьи:
Наша планета возникла из туманности Солнца 4,5 миллиарда лет назад. Она представляет собой огромный диск из газа и пыли, вращающийся вокруг молодого Солнца. Постепенная аккреция частиц из этого диска привела к образованию крупных объектов, которые столкнулись друг с другом и сформировали протопланеты, из которых произошли планеты, спутники и астероиды нашей Солнечной системы. Это известно как «модель моделирования». Детали этого процесса еще не до конца изучены, но считается, что Земля, в частности, сформировалась из хондритных астероидов.
Паоло Сосси, профессор экспериментальной планетарной науки в ETH Zurich, объясняет, что элементов (водорода, гелия и т.д.) в хондритовых породах не наблюдалось. Для объяснения этого различия было предложено несколько гипотез. Считается, что во время столкновения объектов, сформировавших Землю, выделилось большое количество тепла, что привело к испарению некоторых легких элементов.
Планетезимали с металлическим ядром и каменистой мантией
Однако изотопный состав различных элементов на Земле не согласуется с этими теориями. Изотопы химических элементов, по определению, имеют одинаковое количество электронов и протонов, но разное количество нейтронов. Те, у которых меньше нейтронов, легче и поэтому больше летают. Как отмечает Соуси, если интенсивный нагрев действительно испарил летучие вещества, то на земле должно быть меньше этих легких изотопов, чем в исходной хрящевой породе.
Читайте также: Исследователи определили новый набор групп крови
Если системы ABO и RH являются наиболее известными (и наиболее часто используемыми) системами группировки крови, следует отметить, что на самом деле..
Однако на самом деле эти элементы сохраняют сходные изотопные отношения с теми, которые присутствуют в хряще. Поэтому Сауи и его коллеги искали альтернативный способ формирования, который бы больше соответствовал современным особенностям нашей планеты. В частности, они предположили, что объекты, которые собрались вместе, чтобы сформировать Землю, были не астероидами, а микропланетами, которые представляют собой гораздо более крупные тела. Микропланеты также состоят из камня и металла, но, в отличие от хрящевых пород, они являются фактическими «семенами» планеты.
Микропланеты достаточно велики и горячи, чтобы содержать металлическое ядро и каменистую мантию. Кроме того, микропланеты, сформировавшиеся вокруг молодых солнц и в разных регионах в разное время, могут иметь очень разный химический состав.
Земля как наиболее вероятный результат этой модели
Исследователи провели N-TEL моделирование с участием тысяч микропланет. Они изменили несколько переменных, включая количество микропланет, в соответствии со сценарием гипотезы великой Текки — гипотетического шага, произошедшего в первые несколько миллионов лет формирования Солнечной системы; этот сценарий двойной миграции Юпитера помогает объяснить малый размер Марса. Он должен сформироваться на расстоянии 3,5 Au, пройти до Солнца почти 1,5 Au, снова изменить курс и остановиться на расстоянии 5,2 Au. АЕ (текущая орбита).
Такое движение Юпитера привело бы к усечению межпозвоночного диска планеты на расстоянии около 1 а.е., оставив меньше материала для формирования Марса. Кроме того, дважды пересекая пояс астероидов, газовые гиганты разбросали астероиды по всей Солнечной системе, что привело к новым столкновениям и, вероятно, способствовало формированию планет.
Модели, использованные Сосси и его коллегами, были разработаны для воссоздания внутренней Солнечной системы в том виде, в котором мы ее знаем: ртуть, Венера, Земля и Марс. Моделирование показало, что разнообразная смесь различных химических составов планет действительно может воспроизвести Землю в ее нынешнем виде. Состав Земли является даже наиболее статистически вероятным результатом этих симуляций, отмечает команда. «Состав Земли воспроизводится, когда начальная температура планетарных и эмбриональных тел задается скоростью диска (1,08 ± 0,17) х 10-7 солнечной массы», — говорят исследователи.
Полученные данные показывают, что планета формировалась быстро в течение примерно 1 миллиона лет. Это согласуется с радиометрическим возрастом усталости летучих элементов планеты, добавляют они. Этот вывод может иметь важные последствия. Мы не только сможем лучше понять различные составы планет в нашей Солнечной системе, но и предсказать состав каменистых планет в других системах.
