Согласно новым исследованиям, пыль от метеоритов, потерпевших крушение на Земле, показала, что предшественник Земли, известный как прото-Земля, образовался гораздо быстрее, чем считалось ранее.
Анализ этой метеоритной пыли показал, что прото-Земля сформировалась в течение примерно 5 миллионов лет, что является чрезвычайно быстрым, астрономически говоря.
Иными словами, если бы все 4,6 миллиарда лет существования Солнечной системы были сжаты в 24-часовой период, прото-Земля сформировалась всего за 1 минуту и 30 секунд, говорят исследователи.
Новое открытие нарушает ранее существовавшую идею о том, что прото-Земля сформировалась, когда все большие и большие планетарные тела случайно врезались друг в друга, процесс, который занял бы несколько десятков миллионов лет или около 5-15 минут в вымышленном 24- часовой график
Напротив, новая идея утверждает, что планеты образовались в результате аккреции космической пыли, процесс, в котором пыль притягивает все больше и больше частиц через гравитацию. «По сути, мы начинаем с пыли», - говорится в заявлении ведущего исследователя Мартина Шиллера. Шиллер - адъюнкт-профессор геохимии в Центре звездообразования и формирования планет (StarPlan) в Институте глобуса Копенгагенского университета в Дании.
По словам Шиллера, при аккреции частицы миллиметрового размера могли бы объединиться, «обрушиваясь на растущее тело и создавая планету за один раз».
Шиллер и его коллеги пришли к выводу, изучая изотопы железа или различные версии элемента железа в метеоритной пыли. Посмотрев на изотопы железа в различных типах метеоритов, они поняли, что только один тип имеет профиль железа, который похож на земной профиль: хондриты ХИ, которые являются каменистыми метеоритами. («C» означает углеродистый, а «I» означает Ivuna, место в Танзании, где обнаружены некоторые метеориты CI.)
Исследователи утверждают, что пыль в этих хондритах ХИ является наилучшим приближением для общего состава Солнечной системы. В первые дни солнечной системы подобная пыль соединялась с газом, и обе они направлялись в аккреционный диск, вращающийся вокруг восходящего солнца.
За 5 миллионов лет планеты Солнечной системы сформировались. Согласно новому исследованию, железное ядро прото-Земли также сформировалось в это время, вырывая аккрецированное железо из мантии протопланеты. В конце концов, эта протопланета стала Землей, которую мы знаем сегодня.
Сообщение от Марса
Метеориты с Марса говорят ученым, что вначале состав изотопов железа в материале, из которого состоит Земля, отличался от того, что был позже. Вероятно, это произошло из-за того, что тепло молодого растущего солнца изменило их, считают исследователи.
По прошествии нескольких сотен тысяч лет область, в которой формировалась Земля, стала достаточно холодной для того, чтобы неотогретая пыль ХИ, исходящая издалека, стала частью аккреционного диска прото-Земли.
Учитывая, что железо из этой далекой пыли находится сегодня в мантии Земли, имеет смысл, что «большая часть предыдущего железа уже была удалена в ядро», сказал Шиллер. «Вот почему формирование ядра должно было произойти рано».
Другая идея - что Земля сформировалась, когда планетные тела случайно столкнулись друг с другом - не верна, сказал он. «Если бы формирование Земли было случайным процессом, когда вы просто разбивали тела друг о друга, вы никогда бы не смогли сравнить состав железа Земли с одним типом метеорита», - сказал Шиллер. «Вы получите смесь всего».
Исследователи отметили, что новое открытие может также относиться к другим планетам во вселенной. По сути, это означает, что другие планеты могут расти намного быстрее, чем предполагалось ранее. Фактически, уже есть доказательства того, что это, вероятно, так, согласно данным о тысячах экзопланет в других галактиках, сказал со-исследователь исследования Мартин Биззарро, профессор StarPlan.
«Теперь мы знаем, что формирование планет происходит везде», - сказал Биззарро в своем заявлении. «Когда мы понимаем эти механизмы в нашей собственной солнечной системе, мы можем сделать аналогичные выводы о других планетных системах в галактике».
Этот процесс может даже объяснить, когда и как часто вода накапливается во время формирования планеты.
«Если теория ранней планетарной аккреции действительно верна, вода, скорее всего, является просто побочным продуктом образования планеты, подобной Земле», - сказал Биззарро. «Создание компонентов жизни, в том виде, в котором мы это знаем, с большей вероятностью можно найти в других местах вселенной».
