Cum s-a format Pământul? O nouă ipoteză convingătoare ar putea oferi un răspuns

Deși există o idee generală, nu se știe exact cum s-a format Pământul. Însă o nouă ipoteză ne-ar putea oferi câteva detalii în plus.

Există un model care este acceptat în prezent drept cel mai probabil răspuns la întrebarea „Cum s-a format Pământul?”: planeta noastră s-a format din acumularea treptată a asteroizilor. Cu toate acestea, chiar și aici, există câteva fapte despre formarea Terrei care sunt dificil de explicat.

O nouă lucrare, care combină experimentarea cu modelarea, a dezvăluit o nouă cale de formare care se potrivește mult mai bine cu caracteristicile Pământului.

Cum s-a format Pământul?

„Teoria predominantă în astrofizică și cosmochimie este că Pământul s-a format din asteroizi condritici. Aceștia sunt blocuri relativ mici și simple de rocă și metal, care s-au format devreme în Sistemul Solar”, a declarat planetologul Paolo Sossi, de la ETH Zurich, din Elveția.

„Problema acestei teorii este că niciun amestec dintre aceste condrite nu poate explica compoziția exactă a Pământului, care este mult mai săracă în elemente ușoare și volatile, cum ar fi hidrogenul și heliul decât ne-am fi așteptat”, explică Sossi.

Există o grămadă de semne de întrebare asupra procesului de formare a planetei, dar oamenii de știință au reușit să pună cap la cap o imagine generală. Atunci când o stea se formează dintr-un pâlc dens de materie într-un nor molecular de praf și gaz în spațiu, materialul din jurul ei se aranjează într-un disc care orbitează și se învârte în jurul stelei în creștere, scrie Science Alert.

Acel disc de praf și gaz nu contribuie doar la talia stelei în creștere: densitățile mici din acel vârtej se adună, de asemenea, în aglomerări mai reci. Particulele mici se ciocnesc și se lipesc împreună, mai întâi electrostatic, apoi gravitațional, formând obiecte din ce în ce mai mari, care pot ajunge în cele din urmă planetă. Acesta se numește model de acreție și este puternic susținut de dovezi observaționale.

Dar dacă rocile care se lipesc împreună sunt condrite, acest lucru lasă o mare întrebare deschisă cu privire la lipsa elementelor volatile, mai ușoare.

Alte explicații pentru formarea Terrei

Oamenii de știință au oferit diverse explicații, printre care căldura generată în timpul coliziunilor, care ar fi putut vaporiza unele dintre elementele mai ușoare.

Totuși, nici această explicație nu este complet potrivită: căldura ar fi vaporizat izotopii mai ușori ai elementelor, cu mai puțini neutroni, potrivit unei cercetări experimentale recente conduse de Sossi. Dar izotopi mai ușori încă sunt prezenți pe Pământ în proporții aproximativ similare cu cele găsite în condrite.

Așa că Sossi și colegii săi și-au propus să investigheze o altă posibilitate: aceea că rocile care s-au combinat pentru a forma Pământul nu au fost asteroizi condritici din vecinătatea orbitală generală a Pământului, ci planetezimale. Acestea sunt corpuri mai mari, „semințe” ale planetelor, care au crescut la o dimensiune suficient de mare pentru a avea un nucleu diferențiat.

„Modelele dinamice cu care simulăm formarea planetelor arată că planetele din Sistemul Solar s-au format progresiv. Grăunțe mici au crescut de-a lungul timpului în planetezimale de un kilometru, acumulând tot mai mult material prin atracția lor gravitațională”, a spus Sossi.

„Planetezimalele care s-au format în diferite zone din jurul Soarelui tânăr sau în momente diferite pot avea compoziții chimice foarte diferite”, spune el.

Simulările au arătat cum s-a format Pământul de fapt

Cercetătorii au efectuat simulări N-body, modificând variabile precum numărul de planetezimale, de-a lungul scenariului „Grand Tack”, în care un Jupiter tânăr se mișcă mai întâi mai aproape de Soare, apoi din nou la poziția sa actuală.

În acest scenariu, mișcarea lui Jupiter în sistemul solar timpuriu a avut un efect extrem de perturbator asupra rocilor mai mici care orbitau, împrăștiind planetezimale în discul interior.

Simulările au fost concepute pentru a produce sistemul solar interior pe care îl vedem astăzi: Mercur, Venus, Pământ și Marte. Echipa a descoperit că un amestec divers de planetezimale cu compoziții chimice diferite ar fi putut reproduce Pământul așa cum îl vedem astăzi. De fapt, simulările au arătat că Pământul avea cea mai mare probabilitate de formare.

Cum s-au format celelalte planete?

Acest lucru ar putea avea implicații importante nu doar pentru Sistemul Solar și pentru înțelegerea diferitelor compoziții ale planetelor stâncoase din acesta, ci și pentru alte sisteme planetare din alte părți ale galaxiei.

„Deși am bănuit acest lucru, acest rezultat ni s-a părut remarcabil. Acum nu numai că avem un mecanism care explică mai bine formarea Pământului, dar avem și o referință pentru a explica formarea celorlalte planete stâncoase”, a spus Sossi.

„Studiul nostru arată cât de important este să luăm în considerare atât dinamica, cât și chimia atunci când încercăm să înțelegem formarea planetară. Sper că descoperirile noastre vor duce la o colaborare mai strânsă între cercetătorii din aceste două domenii”, a încheiat el, citat de descopera.ro.

Cercetarea echipei a fost publicată în Nature Astronomy.