V souladu s hypoteční hypotézou se věří, že se sluneční soustava vytvořila procesem narůstání. V podstatě to začalo, když masivní oblak prachu a plynu (také známý jako Sluneční mlhovina) zažil ve svém středu gravitační kolaps, který porodil Slunce. Zbývající prach a plyn se pak vytvořily v protoplanetární disk kolem Slunce, který se postupně spojil a vytvořil planety.
Avšak hodně o tom, jak se planety vyvinuly, aby se ve svých kompozicích vyvinuly, zůstalo tajemstvím. Naštěstí nová studie týmu vědců z University of Bristol přistoupila k tomuto tématu s novou perspektivou. Zkoumáním kombinace vzorků Země a meteoritů vrhají nové světlo na to, jak se planety jako Země a Mars formovaly a vyvíjely.
Studie s názvem „Důkaz izotopů hořčíku, že akutní výpary tvarují planetární kompozice“, se nedávno objevila ve vědeckém časopise Příroda. Tým vedl Remco C. Hin, vedoucí výzkumný pracovník z School of Earth Sciences na University of Bristol, tým porovnával vzorky hornin ze Země, Marsu a Asteroidu Vesta za účelem srovnání hladin izotopů hořčíku v nich.
Jejich studie se pokusila odpovědět na otázku, která byla ve vědecké komunitě přetrvávající - tj. Formovaly planety takový způsob, jakým jsou dnes, nebo časem získaly své výrazné kompozice? Jak vysvětlil Dr. Remco Hin v tiskové zprávě University of Bristol:
"Poskytli jsme důkazy, že k takovému sledu událostí došlo při tvorbě Země a Marsu pomocí měření přesnosti jejich složení izotopů hořčíku." Poměry izotopů hořčíku se mění v důsledku ztráty silikátových par, která přednostně obsahuje lehčí izotopy. Tímto způsobem jsme odhadli, že během jeho výstavby bylo ztraceno více než 40 procent hmotnosti Země. Tato kovbojská stavební práce, jak ji popsal jeden z mých spoluautorů, byla také zodpovědná za vytvoření jedinečné kompozice Země.”
Abychom to rozebrali, narůstání sestává z shluků materiálu, které se střetávají se sousedními shluky a tvoří větší objekty. Tento proces je velmi chaotický a materiál je často ztracen a akumulován v důsledku extrémního tepla generovaného těmito vysokorychlostními srážkami. Toto teplo je také věřil k vytvořili oceány magmatu na planetách jak oni se tvořili, nemluvě o dočasných atmosférách odpařené horniny.
Dokud planety nedosáhly stejné velikosti jako Mars, jejich gravitační síla byla příliš slabá na to, aby udržely tyto atmosféry. A když došlo k více srážkám, složení této atmosféry a samotných planet by se podstatně změnilo. Jak vědci doufali, že přesně pozemské planety - Merkur, Venuše, Země a Mars - získají své současné, těkavé chudé kompozice v průběhu času.
Například někteří věří, že současné složení planet je výsledkem konkrétních kombinací plynu a prachu během nejranějších období formování planety - kde jsou pozemské planety bohaté na křemičitany / kovy, ale těkavé chudé, kvůli nimž byly prvky nejhojnější nejblíže k slunce. Jiní navrhli, že jejich současné složení je důsledkem jejich násilného růstu a střetů s jinými těly.
Aby to osvětlil, analyzoval Dr. Hin a jeho spolupracovníci vzorky Země spolu s meteority z Marsu a asteroidu Vesta pomocí nového analytického přístupu. Tato technika je schopna získat přesnější měření poměrů izotopů hořčíku než kterákoli předchozí metoda. Tato metoda také ukázala, že všechna diferencovaná těla - jako Země, Mars a Vesta - mají izotopicky těžší složení hořčíku než chondritické meteority.
Z toho dokázali vyvodit tři závěry. Jednak zjistili, že Země, Mars a Vesta mají odlišné poměry izotopů hořčíku, které nelze vysvětlit kondenzací ze Sluneční mlhoviny. Zadruhé poznamenali, že studie o těžkých izotopech hořčíku odhalila, že ve všech případech planety ztratily během opakování epizod odpařování asi 40% své hmotnosti během doby jejich formování.
Nakonec určili, že akreční proces vede k dalším chemickým změnám, které generují jedinečné chemické vlastnosti Země. Stručně řečeno, jejich studie ukázala, že Země, Mars a Vesta zažívají po formaci značné ztráty materiálu, což znamená, že jejich zvláštní složení bylo pravděpodobně výsledkem kolizí v čase. Jak Dr. Hin dodal:
„Naše práce mění naše názory na to, jak planety dosahují svých fyzikálních a chemických charakteristik. Zatímco dříve bylo známo, že budování planet je násilný proces a že složení planet, jako je Země, je zřetelné, nebylo jasné, že tyto rysy byly spojeny. Nyní ukážeme, že ztráta par během vysokoenergetických srážek planetární akumulace má hluboký dopad na složení planety. “
Jejich studie také naznačila, že tento násilný formační proces by mohl být charakteristický pro planety obecně. Tato zjištění jsou nejen významná, pokud jde o formování sluneční soustavy, ale i mimosluněných planet. Když přijde čas prozkoumat vzdálené hvězdné systémy, výrazné kompozice jejich planet nám řeknou hodně o podmínkách, ze kterých se vytvořily, ao tom, jak vznikly.
