Имамо модел који је тренутно прихваћен као највероватније објашњење до сада: да је Земља настала постепеним нагомилавањем астероида. Међутим, чак и овде постоје неке чињенице о формирању наше планете које је тешко објаснити.
Нови рад, комбинујући експериментисање са моделирањем, открио је нови пут формирања који много боље одговара карактеристикама Земље.
„Преовлађујућа теорија у астрофизици и хемији космоса је да је Земља настала од хондритских астероида. То су релативно мали, једноставни блокови стена и метала који су се формирали рано у Сунчевом систему“, објашњава Паоло Соси, професор експерименталне планетологије на ЕТХ Цириху и главни аутор студије.
„Међутим, проблем са овом теоријом је у томе што ниједна мешавина ових хондрита не може да објасни тачан састав Земље, која је много сиромашнија светлосним, испарљивим елементима као што су водоник и хелијум него што бисмо очекивали“, каже Соси.
Постоји читава гомила питања у вези са процесом формирања планете, али научници су успели да саставе општу слику.
Када се звезда формира из густе гомиле материје у молекуларном облаку прашине и гаса у свемиру, материјал око ње се слаже у диск који кружи и окреће се у растућу звезду. Тај диск прашине и гаса не доприноси само струку растуће звезде – мале густине, унутар тог вртлога такође се агрегирају у мање, хладније грудве. Мале честице се сударају и лепе заједно, прво електростатички, а затим гравитационо, формирајући све веће објекте који на крају могу прерасти у планету. Ово се зове модел акреције и снажно је подржан опсервацијским доказима.
Али ако су стене које се држе заједно хондрити, то оставља велико отворено питање о недостајућим лакшим, испарљивим елементима. Научници су дали различита објашњења, укључујући топлоту створену током судара која је могла да испари неке од лакших елемената.
То, међутим, не мора да се деси: топлота би испарила лакше изотопе елемената, са мање неутрона, према недавном експерименталном раду који је водио Соси. Али лакши изотопи су и даље присутни на Земљи у отприлике сличним односима онима који се налазе у хондритима.
Тако су Соси и његове колеге кренули да истраже још једну могућност: да стене које су се удружиле да би направиле Земљу нису биле хондритични астероиди из општег орбиталног суседства Земље, већ планетезимали. То су већа тела, „семена“ планета које су нарасле до величине довољно велике да имају диференцирано језгро.
„Динамички модели помоћу којих симулирамо формирање планета показују да су се планете у нашем Сунчевом систему формирале прогресивно. Мала зрна су временом прерасла у планетезимале величине километра акумулирајући све више и више материјала кроз своју гравитацију“, рекао је Соси, преноси „Сајенс алерт“.
„Штавише, планетезимали који су се формирали у различитим областима око младог Сунца или у различито време могу имати веома различите хемијске саставе.“
Они су спровели симулације које су дизајниране да произведу унутрашњи Сунчев систем који данас видимо: Меркур, Венеру, Земљу и Марс.
Тим је открио да би разноврсна мешавина планетезимала са различитим хемијским саставима могла да репродукује Земљу какву видимо данас.
Ово би могло имати важне импликације не само за Сунчев систем и разумевање различитих састава стеновитих планета у њему, већ и за друге планетарне системе другде у галаксији.
„Иако смо сумњали, ипак смо сматрали да је овај резултат веома изванредан. Сада не само да имамо механизам који боље објашњава формирање Земље, већ имамо и референцу да објаснимо формирање других стеновитих планета“, Соси је рекао.
„Наша студија показује колико је важно узети у обзир и динамику и хемију када покушавамо да разумемо формирање планета. Надам се да ће наши налази довести до ближе сарадње између истраживача у ова два поља“, закључио је он.