Ученые предложили новую гипотезу постепенного формирования Земли
Международная группа ученых, возглавляемая ETH Zurich, предложила новую версию формирования планеты Земля в своем исследовании, 8 июля сообщает Phys.org.
«Преобладающая теория в астрофизике и космохимии состоит в том, что Земля образовалась из хондритовых астероидов. Это относительно небольшие, простые блоки из камня и металла, которые сформировались на ранней стадии в Солнечной системе, — объяснил профессор Паоло Сосси из ETH Zurich. — Проблема с этой теорией заключается в том, что никакая смесь этих хондритов не может объяснить точный состав Земли, которая намного беднее легкими, летучими элементами, такими как водород и гелий, чем мы ожидали».
На протяжении многих лет выдвигались различные гипотезы, объясняющие это несоответствие. Например, говорилось, что столкновения объектов, которые позже сформировали Землю, выделяли огромное количество тепла. Это испарило легкие элементы, оставив планету в ее нынешнем составе.
Однако ученые ETH Zurich опровергли эти теории на основании измерений изотопного состава различных элементов Земли: «Все изотопы химического элемента имеют одинаковое количество протонов, хотя и разное количество нейтронов. Изотопы с меньшим количеством нейтронов легче и, следовательно, должны легче улетучиваться. Если бы теория испарения при нагревании была верна, мы нашли бы сегодня на Земле меньше этих легких изотопов, чем в первоначальных хондритах. Но это именно то, чего не показывают измерения изотопов».
В итоге группа ученых провела моделирование, которое показало, что планеты в нашей солнечной системе формировались постепенно. Маленькие зерна со временем превратились в планетезимали размером с километр, накапливая все больше и больше материала под действием своего гравитационного притяжения.
Подобно хондритам, планетезимали также представляли собой небольшие тела из камня и металла. Но в отличие от хондритов, они были достаточно нагреты, чтобы дифференцироваться в металлическое ядро и скалистую мантию. «Более того, планетезимали, которые образовались в разных областях вокруг молодого солнца или в разное время, могли иметь очень разный химический состав», — сказал Сосси.
Потом ученые решили выяснить, действительно ли случайная комбинация различных планетезималей приводит к составу, который соответствует составу Земли. Для этого, команда провела моделирование, в ходе которого тысячи планетезималей столкнулись друг с другом в ранней солнечной системе.
Моделирование показало, что смесь многих различных планетезималей действительно может привести к составу Земли. Более того, состав Земли является даже наиболее статистически вероятным результатом этих симуляций.
