Vo veľmi raných rokoch slnečnej sústavy sa skorej Zemi trvalo sformovať oveľa menej času, ako sme si doteraz mysleli.
Podľa novej analýzy izotopov železa nájdených v meteoritoch trvalo spojenie väčšiny Zeme iba 5 miliónov rokov – čo je niekoľkonásobne menej, ako naznačujú súčasné modely.
Táto revízia je významným príspevkom k nášmu súčasnému chápaniu formovania planét, čo naznačuje, že mechanizmy môžu byť rozmanitejšie, ako si myslíme, dokonca aj medzi planétami rovnakého typu umiestnenými v rovnakej oblasti – skalnými planétami ako Mars a Zem.
Vidíte, nie sme si úplne istí, ako sa planéty formujú. Astronómovia majú celkom dobrú všeobecnú predstavu, ale tie jemnejšie podrobnosti … no, je dosť ťažké ich vidieť v akcii.
Široké ťahy procesu formovania planéty sú spojené s formovaním samotnej hviezdy. Hviezdy sa tvoria, keď sa hrudka v oblaku prachu a plynu zhromaždí pod vlastnou gravitáciou a začne sa točiť. To spôsobí, že okolitý prach a plyn cirkulujú okolo neho, ako napríklad voda cirkulujúca okolo odtoku.
Keď sa točí, všetok tento materiál vytvára plochý disk, ktorý živí rastúcu hviezdu. Ale nie celý disk bude absorbovaný – to, čo zostane, sa nazýva protoplanetárny disk a ten ďalej formuje planéty; preto sú všetky planéty slnečnej sústavy zhruba umiestnené na plochej rovine okolo Slnka.
Pokiaľ ide o planetárnu formáciu, predpokladá sa, že malé častice prachu a hornín v disku sa navzájom elektrostaticky priľnú. Potom, ako rastú, rastie aj ich gravitačná sila. Začínajú priťahovať ďalšie zhluky náhodnými interakciami a zrážkami, ktorých veľkosť sa zväčšuje, až sa z nich stane celá planéta.
Verilo sa, že pre Zem tento proces trval desiatky miliónov rokov. Ale izotopy železa v zemskom plášti podľa vedcov z dánskej Kodanskej univerzity ukazujú pravý opak.
Zložením sa Zem líši od ostatných telies slnečnej sústavy. Zem, Mesiac, Mars, meteority – všetky obsahujú prirodzene sa vyskytujúce izotopy železa, ako je Fe-56 a ľahší Fe-54. Ale Mesiac, Mars a väčšina meteoritov majú rovnaký počet, zatiaľ čo Zem má podstatne menej Fe-54.
Jediné ďalšie vesmírne teleso, ktoré má podobné zloženie ako Zem, je vzácny typ meteoritu nazývaný CI chondrity. Zaujímavosťou týchto meteoritov je, že majú zloženie podobné slnečnej sústave ako celku.
Predstavte si, že ste dostali všetky ingrediencie na šalát. Zmiešajte ich všetky dohromady v jednom veľkom hrnci – to je protoplanetárny disk a potom slnečná sústava. Ak ste ale svoje prísady rozptýlili do niekoľkých malých kvetináčov s rôznymi pomermi každej zložky – teraz máte samostatné planéty a asteroidy.
Vďaka čomu sú chondrity CI zvláštne, je to, že podľa tejto analógie sú ako malé malé črepníky, ktoré obsahujú pôvodný pomer zložiek. Takže mať po ruke jednu z týchto kozmických hornín je ako mať mikrokozmos prachu víriaci sa v protoplanetárnom disku na úsvite slnečnej sústavy, pred 4,6 miliardami rokov.
Podľa moderných modelov formovania planéty, ak by sa hmota jednoducho zmiešala navzájom, obsah železa v zemskom plášti by bol reprezentatívny pre zmes všetkých druhov meteoritov s vyšším obsahom Fe-54.
Skutočnosť, že zloženie našej planéty je porovnateľné iba s CI-chondritmi, naznačuje iný formačný model. Vedci sa domnievajú, že namiesto hromadenia sa železné jadro Zeme vzniklo skôr v daždi kozmického prachu – rýchlejší proces ako hromadenie väčších hornín. V tomto období sa sformovalo železné jadro.
Potom, keď sa slnečná sústava ochladila, po prvých pár stotisíc rokoch mohol prach CI od vzdialeného okraja migrovať dovnútra, na miesto, kde sa formovala Zem. Je rozptýlený po celej Zemi.
Vedci dospeli k záveru, že keďže vznik protoplanetárneho disku – a veľké množstvo prachu v ňom, ktorý mohol spadnúť na Zem – trval iba asi 5 miliónov rokov, musí sa Zem v tomto časovom období akumulovať, tvrdia vedci.
„Týmto pridaním prachu CI sa pretlačilo zloženie železa v zemskom plášti, čo je možné len vtedy, ak už bola väčšina predchádzajúceho železa v jadre,“ vysvetlil geológ Martin Schiller z Kodanskej univerzity.
To nielen rozširuje naše chápanie formovania planét, ale môže to mať vplyv aj na naše chápanie života vo vesmíre. Je možné, že tento druh planetárneho formovania je predpokladom podmienok priaznivých pre život.
“Teraz vieme, že planetárna formácia sa deje všade.” Máme spoločné mechanizmy, ktoré fungujú a vytvárajú planetárne systémy. Keď pochopíme tieto mechanizmy v našej vlastnej slnečnej sústave, môžeme vyvodiť podobné závery o ďalších planetárnych systémoch v galaxii, “uviedol kozmochemik Martin Bizzarro z Kodanskej univerzity.
Štúdia bola publikovaná v časopise Science Advances.
Zdroje: Foto: NASA / JPL
