Odakle je stigao materijal od kojeg je nastala Zemlja jedno je od ključnih pitanja planetarne znanosti. Dugo se smatralo da je dio tog materijala morao doći iz vanjskog Sunčeva sustava, s područja iza Jupitera, jer se upravo ondje očekuju spojevi bogati vodom i drugim hlapljivim tvarima. No nova analiza upućuje na drukčiju sliku: Zemlja je, čini se, izgrađena gotovo isključivo, a možda i potpuno, od materijala iz unutarnjeg dijela Sunčeva sustava.
Do tog su zaključka došli Paolo Sossi i Dan Bower s ETH Zuricha, koji su usporedili izotopne omjere Zemlje s velikim skupom postojećih podataka o meteoritima, uključujući uzorke povezane s Marsom i asteroidom Vestom. Umjesto uobičajenog oslanjanja na tek dva izotopna sustava, analizirali su njih deset i pritom primijenili statistički pristup koji se u geokemiji rijetko koristi. Rezultat ih je, kako sami priznaju, iznenadio: materijal iz vanjskog Sunčeva sustava mogao bi činiti manje od dva posto Zemljine mase, a moguće je i da ga uopće nema.
Potpis izotopa ruši staru sliku
Izotopi su atomi istog elementa koji imaju različit broj neutrona, pa zato i različitu masu. Upravo ti sitni kemijski tragovi već desetljećima pomažu znanstvenicima da odrede iz kojeg dijela Sunčeva sustava potječu meteoriti i druga tijela. Dugo se za takva uspoređivanja ponajprije koristio kisik, a tek od početka 2010-ih u tu su svrhu šire uvedeni i izotopi elemenata poput kroma i titana.
Podjela meteorita na dvije velike skupine time je postala mnogo jasnija. Neugljični hondriti pripadaju unutarnjem Sunčevu sustavu, dok su ugljični hondriti, bogatiji vodom i ugljikom, povezani s njegovim vanjskim dijelom. Prema novoj analizi, Zemlja nosi obilježja isključivo te prve skupine, bez vidljivih tragova miješanja materijala iz unutarnjeg i vanjskog rezervoara.
To mijenja i širu priču o nastanku našeg planeta. Ako se Zemlja doista formirala unutar razmjerno stabilnog unutarnjeg sustava, postupno ugrađujući manja susjedna tijela, onda to znači da su i hlapljivi sastojci, uključujući vodu, morali biti prisutni mnogo bliže Suncu nego što se dugo mislilo. Time se stara pretpostavka da je voda na Zemlju morala stići uglavnom iz dalekog, hladnijeg vanjskog sustava ozbiljno dovodi u pitanje.
Jupiter je zatvorio prolaz
Zašto su uopće postojala dva odvojena rezervoara materijala, jedan u unutarnjem, a drugi u vanjskom Sunčevu sustavu? Najraširenije objašnjenje upućuje na Jupiter. Taj je plinoviti div vrlo rano narastao i svojom gravitacijom stvorio prazninu u protoplanetarnom disku plina i prašine koji je okruživao mlado Sunce. Takva je prepreka, smatraju istraživači, znatno otežala prolaz materijala iz vanjskih područja prema unutra.
Upravo je pitanje koliko je ta granica bila propusna dugo ostalo otvoreno. Sossi i Bower sada tvrde da je prema Zemlji iz područja iza Jupitera stiglo vrlo malo materijala, ako ga je uopće bilo. Pritom naglašavaju da se njihov rezultat oslanja na same podatke, a ne na fizičke pretpostavke koje još nisu do kraja razjašnjene.
Analiza je pokazala i da je sastav Zemlje blizak sastavu Veste i Marsa, što dodatno učvršćuje sliku o zajedničkom unutarnjem podrijetlu. Istraživači pretpostavljaju da bi se na istoj liniji mogli nalaziti i Merkur te Venera, ali to zasad ne mogu potvrditi izravnom analizom jer uzorci stijena s ta dva planeta nisu dostupni.
Studija objavljena u časopisu Nature Astronomy zato ne zatvara raspravu, ali je snažno preusmjerava. Sljedeći je korak objasniti kako je u vrućem unutarnjem Sunčevu sustavu bilo dovoljno vode za nastanak Zemljinih oceana i vrijedi li isti obrazac i za stjenovite svjetove oko drugih zvijezda. Upravo bi odgovor na to pitanje mogao pokazati koliko je naša priča o nastanku planeta posebna, a koliko je dio šireg kozmičkog pravila.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
