В съответствие с Мъглявата хипотеза се смята, че Слънчевата система се е образувала чрез процеса на акреция. По същество това започна, когато масивен облак прах и газ (известен още като Слънчевата мъглявина) претърпя гравитационен срив в центъра му, раждайки Слънцето. След това останалият прах и газ се образуват в протопланетен диск около Слънцето, който постепенно се слепва и образува планетите.
Въпреки това, много за процеса на това как планетите са се развили, за да се разграничат в своите композиции, остава загадка. За щастие ново проучване на екип от изследователи от Бристолския университет подхожда към темата с нова перспектива. Изследвайки комбинация от земни проби и метеорити, те хвърлиха нова светлина върху начина, по който планети като Земята и Марс са се формирали и еволюирали.
Изследването, озаглавено „Доказателство за изотоп на магнезий, че аккреционната загуба на пари формира планетарни състави“, наскоро се появи в научното списание Nature. Воден от Ремко К. Хин, старши научен сътрудник от Училището за науките за Земята в университета в Бристол, екипът сравнява проби от скала от Земята, Марс и Астероида Веста, за да сравнява нивата на изотопи на магнезий в тях.
Проучването им се опита да отговори на това, което представляваше закъснял въпрос в научната общност - т.е. планетите формираха ли такива, каквито са днес, или придобиха своите отличителни композиции във времето? Както д-р Ремко Хин обясни в прессъобщение на университета в Бристол:
„Ние предоставихме доказателства, че подобна последователност от събития е настъпила при формирането на Земята и Марс, използвайки високоточни измервания на техните магнезиеви изотопни състави. Съотношенията на магнезиев изотоп се променят в резултат на загубата на силикатни пари, която за предпочитане съдържа по-леките изотопи. По този начин преценихме, че повече от 40 на сто от земната маса е загубена по време на нейното изграждане. Тази работа по изграждането на каубой, както го описа моят съавтори, също беше отговорна за създаването на уникалната композиция на Земята.”
За да се разгради, аккрецията се състои от бучки материал, сблъскващи се със съседни буци, за да образуват по-големи предмети. Този процес е много хаотичен и материалът често се губи, както и се натрупва поради екстремната топлина, генерирана от тези високоскоростни сблъсъци. Смята се, че тази топлина също е създала океаните на магмата на планетите, докато са се образували, да не говорим за временни атмосфери от изпарена скала.
Докато планетите не станат със същия размер като Марс, тяхната сила на гравитационно привличане беше твърде слаба, за да се задържи на тези атмосфери. И тъй като се случиха повече сблъсъци, съставът на тази атмосфера и на самите планети би се променил съществено. Как точно земните планети - Меркурий, Венера, Земята и Марс - са получили сегашните си, бедни на летливи състави, е това, което учените се надяват да разгледат.
Например някои смятат, че текущите състави на планетите са резултат от особени комбинации от газ и прах през най-ранните периоди на формиране на планетата - където земните планети са богати на силикат / метал, но летливи бедни, поради които елементите са най-изобилни най-близо до слънцето. Други предполагат, че настоящият им състав е следствие от насилствения им растеж и сблъсъци с други тела.
За да хвърлят светлина върху това, д-р Хин и неговите сътрудници анализираха проби от Земята, заедно с метеорити от Марс и астероида Веста, използвайки нов аналитичен подход. Тази техника е в състояние да получи по-точни измервания на изотопните дажби на магнезий от всеки предишен метод. Този метод показа също, че всички диференцирани тела - като Земята, Марс и Веста - имат изотопично по-тежки магнезиеви състави от хондритни метеорити.
От това те успяха да направят три заключения. От една страна те откриха, че Земята, Марс и Веста имат различни магнезиеви изотопни дажби, които не могат да бъдат обяснени чрез кондензация от Слънчевата мъглявина. Второ, те отбелязват, че изследването на тежките магнезиеви изотопи разкрива, че във всички случаи планетите губят около 40% процента от масата си по време на периода на формиране, след многократни епизоди на изпаряване.
На последно място, те определиха, че процесът на натрупване води до други химически промени, които генерират уникалните химични характеристики на Земята. Накратко, тяхното проучване показа, че Земята, Марс и Веста претърпяват значителни загуби на материал след образуването си, което означава, че техните особени композиции вероятно са резултат от сблъсъци във времето. Както добави д-р Хин:
„Нашата работа променя вижданията ни за това как планетите постигат своите физически и химични характеристики. Докато преди беше известно, че изграждането на планети е насилствен процес и че съставите на планети като Земята са различни, не беше ясно тези характеристики да са свързани. Сега показваме, че загубата на пара по време на високоенергийните сблъсъци на планетарното натрупване оказва дълбоко влияние върху състава на планетата. "
Проучването им също посочи, че този насилствен процес на формиране може да е характерен за планетите като цяло. Тези открития са важни не само когато става въпрос за формирането на Слънчевата система, но и за извън слънчевите планети. Когато дойде време да изследваме далечни звездни системи, отличителните композиции на техните планети ще ни разкажат много за условията, от които са се образували и как са се появили.
