Земля образовалась из частиц внутренней солнечной системы, доказали ученые
Земля и Марс были сформированы из материала, который в основном возник во внутренней части Солнечной системы и лишь несколько процентов строительных блоков этих двух планет возникли за пределами орбиты Юпитера, считают ученые в исследовании, опубликованном 22 декабря в журнале Science Advances.
Группа исследователей во главе с Университетом Мюнстера представили наиболее полное на сегодняшний день сравнение изотопного состава Земли, Марса и первозданного строительного материала из внутренней и внешней солнечной системы. Часть этого материала и сегодня все еще встречается в метеоритах в основном в неизмененном виде.
Примерно 4,6 миллиарда лет назад, в начале формирования солнечной системы, вокруг солнца вращался диск из пыли и газов. Существует две теории, которые описывают, как в течение миллионов лет внутренние скалистые планеты формировались из этого первоначального строительного материала.
Согласно более старой теории, пыль во внутренней части Солнечной системы собиралась во все более крупные куски, постепенно достигая примерно размеров нашей Луны. Столкновения этих планетарных зародышей в конечном итоге привели к образованию внутренних планет Меркурия, Венеры, Земли и Марса.
В более новой теории, однако, говорится, что пылевые «камешки» миллиметрового размера мигрировали из внешней солнечной системы к солнцу. По пути они аккрецировались на планетарных зародышах внутренней солнечной системы и шаг за шагом увеличивали их до нынешних размеров.
«Мы хотели выяснить, возникли ли строительные блоки Земли и Марса во внешней или внутренней солнечной системе, — сказал доктор Кристоф Буркхардт из Университета Мюнстера. С этой целью изотопы редких металлов титана, циркония и молибдена, обнаруженные в мельчайших следах во внешних, богатых силикатами слоях обеих планет, дают важные подсказки.
Ученые предполагают, что в ранней солнечной системе эти и другие изотопы металлов были распределены неравномерно. Скорее всего, их обилие зависело от расстояния до солнца. Поэтому они содержат ценную информацию о том, где в ранней солнечной системе возникли строительные блоки определенного тела.
В качестве эталона для первоначального изотопного кадастра внешней и внутренней солнечной системы исследователи использовали два типа метеоритов. Эти куски породы обычно попадали на Землю из пояса астероидов, области между орбитами Марса и Юпитера. Считается, что они в значительной степени являются первозданным материалом с самого зарождения Солнечной системы.
В то время как так называемые углеродистые хондриты, которые могут содержать до нескольких процентов углерода, возникли за орбитой Юпитера и только позже переместились в пояс астероидов из-за влияния растущих газовых гигантов, их более обедненные углеродом собратья, неуглеродистые хондриты, являются истинными детьми внутренней солнечной системы.
Точный изотопный состав доступных внешних слоев горных пород Земли и обоих типов метеоритов изучался в течение некоторого времени; однако сопоставимых всесторонних анализов марсианских пород не проводилось. В своем текущем исследовании исследователи изучили образцы в общей сложности 17 марсианских метеоритов, которые можно отнести к шести типичным типам марсианских пород.
Результаты исследования показали, что внешние слои горных пород Земли и Марса имеют мало общего с углеродистыми хондритами внешней солнечной системы. На их долю приходится всего около четырех процентов первоначальных строительных блоков обеих планет.
«Если бы ранняя Земля и Марс в основном накапливали частицы пыли из внешней солнечной системы, это значение должно было быть почти в десять раз выше, — сказал профессор доктор Торстен Кляйне из Университета Мюнстера. — Таким образом, мы не можем подтвердить эту теорию образования внутренних планет».
