kozmos.hr
  • Naslovnica
  • /
  • Svemir
  • /
  • Zemlja i Mars nastali su od materijala unutarnjeg Sunčevog sustava
Svemir

Zemlja i Mars nastali su od materijala unutarnjeg Sunčevog sustava

objavljeno

Novi istraživanje dalo je snažne dokaze u prilog tezi da su tzv. ‘unutarnji planeti Sunčeva sustava’ nastali sudaranjem ‘planetarnih embrija’ u okolini Sunca koji su u konačno proizveli Merkur, Veneru, Zemlju i Mars. Takvi rezultati pobijaju teoriju da su planeti nastali od milimetarskih „kamenčića“ prašine koji su migrirali iz vanjskog Sunčevog sustava prema Suncu te – prema toj teoriji – na svom putu prirasli na planetarne embrije unutarnjeg Sunčevog sustava i korak po korak povećavali ih do sadašnje veličine.

Zajednički ‘početak’?

Zemlja i Mars su formirani od materijala koji je uglavnom nastao u unutarnjem Sunčevom sustavu; samo nekoliko posto sastava ova dva planeta potječe izvan Jupiterove orbite – tako tvrdi novo istraživanje istraživača sa Sveučilišta u Münsteru. Istraživanje predstavlja dosad najsveobuhvatniju usporedbu izotopskog sastava Zemlje, Marsa i netaknutog materijala iz unutarnjeg i vanjskog Sunčevog sustava. Dio tog materijala danas se još uvijek uglavnom nalazi nepromijenjen u meteoritima.

Rezultati studije imaju dalekosežne posljedice za naše razumijevanje procesa koji je formirao planete Merkur, Venera, Zemlja i Mars. Teorija koja postulira da su četiri stjenovita planeta narasla do svoje sadašnje veličine nakupljanjem milimetarskih oblutaka prašine iz vanjskog Sunčevog sustava nije održiva.

Teorije podrijetla stjenovitih planeta

Prije otprilike 4,6 milijardi godina, u prvim danima našeg Sunčevog sustava, oko mladog Sunca kružio je disk prašine i plinova. Dvije teorije opisuju kako su se tijekom milijuna godina unutarnji stjenoviti planeti formirali od ovog izvornog građevnog materijala. Prema starijoj teoriji, prašina se u unutarnjem Sunčevom sustavu nakupljala u sve veće komade postupno dostižući veličinu otprilike našeg Mjeseca. Sudari ovih planetarnih embrija konačno su proizveli unutarnje planete Merkur, Veneru, Zemlju i Mars. Druga teorija, nastala kasnije, preferira drugačiji proces rasta: milimetarski „kamenčići“ prašine migrirali su iz vanjskog Sunčevog sustava prema Suncu. Na svom su putu prirasli na planetarne embrije unutarnjeg Sunčevog sustava i korak po korak povećavali ih do sadašnje veličine.

Obje teorije temelje se na teorijskim modelima i računalnim simulacijama s ciljem rekonstrukcije uvjeta i dinamike u ranom Sunčevom sustavu; oba opisuju mogući put nastanka planeta. Ali koji je u pravu? Da bi odgovorili na ovo pitanje tim istraživača odlučio je utvrditi točan sastav stjenovitih planeta Zemlje i Marsa: „Željeli smo saznati jesu li građevni blokovi Zemlje i Marsa potjecali iz vanjskog ili unutarnjeg Sunčevog sustava“, kaže dr. Christoph Burkhardt sa Sveučilišta Münster,. U tu svrhu, izotopi rijetkih metala titana, cirkonija i molibdena koji se nalaze u sitnim tragovima u vanjskim, silikatima bogatim slojevima oba planeta daju ključne tragove. Izotopi su različite varijante istog elementa, koji se razlikuju samo po težini svoje atomske jezgre.

Odgovor leži u meteoritima

Znanstvenici pretpostavljaju da u ranom Sunčevom sustavu ti i drugi metalni izotopi nisu bili ravnomjerno raspoređeni. Umjesto toga, njihovo je obilje ovisilo o udaljenosti od Sunca. Stoga sadrže vrijedne informacije o tome gdje su u ranom Sunčevom sustavu nastali građevni blokovi određenog tijela.

Kao referencu za izvorni izotopski inventar vanjskog i unutarnjeg Sunčevog sustava, istraživači su koristili dvije vrste meteorita. Ovi komadi stijene općenito su pronašli svoj put do Zemlje iz asteroidnog pojasa, područja između orbite Marsa i Jupitera. Smatra se da su uglavnom netaknuti materijal od početaka Sunčevog sustava. Dok su takozvani ugljični hondriti, koji mogu sadržavati i do nekoliko postotaka ugljika, nastali izvan Jupiterove orbite i tek kasnije premješteni u asteroidni pojas zbog utjecaja rastućih plinskih divova, njihovi rođaci siromašniji ugljikom, neugljični hondriti , prava su ‘djeca’ unutarnjeg Sunčevog sustava.

Točan izotopski sastav Zemljinih dostupnih vanjskih slojeva stijena i oba tipa meteorita proučavan je neko vrijeme; međutim, nije bilo usporedivo sveobuhvatnih analiza marsovskih stijena. U novoj studiji, istraživači su sada ispitali uzorke iz ukupno 17 marsovskih meteorita, koji se mogu pripisati šest tipičnih vrsta marsovskih stijena. Osim toga, znanstvenici su po prvi put istražili obilje tri različita izotopa metala.

Važno otkriće i prilog teoriji o ‘unutarnjem’ podrijetlu

Rezultati istraživača pokazuju da vanjski slojevi stijena Zemlje i Marsa imaju malo zajedničkog s karbonskim hondritima vanjskog Sunčevog sustava. Oni čine samo oko četiri posto izvornih građevnih blokova oba planeta. „Ako su rana Zemlja i Mars uglavnom nakupljali zrnca prašine iz vanjskog Sunčevog sustava, ta bi vrijednost trebala biti gotovo deset puta veća“, kaže prof. dr. Thorsten Kleine te dodaje „Stoga ne možemo potvrditi ovu teoriju o formiranju unutarnjih planeta.“

Međutim, sastav Zemlje i Marsa također ne odgovara baš materijalu neugljičnih hondrita. Računalne simulacije sugeriraju da je u igri morala biti i druga, drugačija vrsta građevnog materijala. „Izotopski sastav ove treće vrste građevnog materijala prema našim računalnim simulacijama implicira da mora nastati iz najdubljeg područja Sunčevog sustava“, objašnjava Christoph Burkhardt.

Budući da tijela iz tako neposredne blizine Sunca gotovo nikada nisu bila raspršena u asteroidni pojas, ovaj je materijal gotovo u potpunosti apsorbiran u unutarnje planete i stoga se ne pojavljuje u meteoritima.

„To je, da tako kažem, ‘izgubljeni građevni materijal’ kojem danas više nemamo izravan pristup“, kaže Thorsten Kleine. Iznenađujuće otkriće ne mijenja posljedice studije za teoriju nastanka planeta. „Činjenica da Zemlja i Mars očito sadrže uglavnom materijal iz unutarnjeg Sunčevog sustava dobro se uklapa u formiranje planeta od sudara velikih tijela u unutarnjem Sunčevom sustavu“, zaključuje Christoph Burkhardt.

NASA-in rover Perseverance pronašao organske molekule na Marsu, ali ne i znakove života

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Christoph Burkhardt, Fridolin Spitzer, Alessandro Morbidelli, Gerrit Budde, Jan. H. Render, Thomas S. Kruijer, Thorsten Kleine, „Terrestrial planet formation from lost inner solar system material“, Science Advances (2021).

Anonymus (22. prosinca 2021.), „Earth and Mars were formed from inner Solar System material,“ uni-muenster.de (pristup 28. prosinca 2021.)

Student povijesti koji u slobodno vrijeme voli čitati i pisati o svojim najdražim temama - povijesti, svemiru i astronomiji.