Μια νέα ανάλυση των ισοτόπων των μετεωριτών αμφισβητεί μακροχρόνιες αντιλήψεις σχετικά με την προέλευση της Γης, υποδηλώνοντας ότι ο πλανήτης μας μπορεί να σχηματίστηκε σχεδόν εξ ολοκλήρου από κοντινό υλικό και όχι από μακρινές πηγές.
Η ιστορία της Γης
Οι πλανητικοί επιστήμονες συζητούν εδώ και καιρό την προέλευση του υλικού που σχημάτισε τη Γη. Αν και ο πλανήτης μας βρίσκεται στο εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα, πολλοί ερευνητές έχουν εκτιμήσει ότι μεταξύ 6 και 40 τοις εκατό του δομικού του υλικού προήλθε από πέρα από τον Δία στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα.
Για χρόνια, οι επιστήμονες πίστευαν ότι το υλικό του εξωτερικού Ηλιακού Συστήματος ήταν απαραίτητο για την παροχή πτητικών ουσιών όπως το νερό. Αυτή η ιδέα υπονοούσε ότι το υλικό πρέπει να μετακινήθηκε μεταξύ των εξωτερικών και εσωτερικών περιοχών ενώ η Γη σχηματιζόταν. Αλλά νέα έρευνα αμφισβητεί τώρα αυτή την υπόθεση.
«Μείναμε πραγματικά έκπληκτοι»
Οι Paolo Sossi και Dan Bower του ETH Zurich συνέκριναν ισοτοπικά δεδομένα από ένα ευρύ φάσμα μετεωριτών, συμπεριλαμβανομένων δειγμάτων που συνδέονται με τον Άρη και τον αστεροειδή Vesta, με τη σύνθεση της Γης. Τα ισότοπα είναι άτομα του ίδιου στοιχείου που μοιράζονται τον ίδιο αριθμό πρωτονίων αλλά διαφέρουν σε μάζα επειδή περιέχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων.
Χρησιμοποιώντας μια νέα αναλυτική προσέγγιση, η ομάδα κατέληξε σε ένα απροσδόκητο συμπέρασμα. Η Γη φαίνεται να σχηματίστηκε εξ ολοκλήρου από υλικό που προέρχεται από το εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα. Το υλικό από πέρα από τον Δία πιθανότατα αποτελεί λιγότερο από το 2% της μάζας της Γης και μπορεί να μην συνέβαλε καθόλου. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο Nature Astronomy.
Δύο πλανήτες που σχηματίζονται γύρω από το WISPIT 2
«Οι υπολογισμοί μας το καθιστούν σαφές: το δομικό υλικό της Γης προέρχεται από μια ενιαία δεξαμενή υλικού», λέει η Sossi. Η συνάδελφός του Bower προσθέτει: «Μείναμε πραγματικά έκπληκτοι όταν διαπιστώσαμε ότι η Γη αποτελείται εξ ολοκλήρου από υλικό από το εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα, διαφορετικό από οποιονδήποτε συνδυασμό υπαρχόντων μετεωριτών».
Για να καταλήξουν σε αυτό το αποτέλεσμα, οι ερευνητές ανέλυσαν δεδομένα από δέκα διαφορετικά ισοτοπικά συστήματα που βρίσκονται σε μετεωρίτες και εφάρμοσαν μια στατιστική μέθοδο που δεν χρησιμοποιείται συνήθως στη γεωχημεία. Οι προηγούμενες μελέτες συνήθως βασίζονταν μόνο σε δύο ισοτοπικά συστήματα.
«Οι μελέτες μας είναι στην πραγματικότητα πειράματα επιστήμης δεδομένων», λέει η Sossi. «Πραγματοποιήσαμε στατιστικούς υπολογισμούς που σπάνια χρησιμοποιούνται στη γεωχημεία, παρόλο που αποτελούν ένα ισχυρό εργαλείο».
Η υπογραφή του ισοτόπου αποκαλύπτει την προέλευση
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν εδώ και καιρό ισότοπα σε μετεωρίτες για να προσδιορίσουν πού σχηματίστηκαν τα ουράνια υλικά μέσα στο Ηλιακό Σύστημα. Στο παρελθόν, αυτή η εργασία επικεντρώθηκε κυρίως στα ισότοπα οξυγόνου.
Στις αρχές της δεκαετίας του 2010, οι ερευνητές έδειξαν ότι τα ισότοπα στοιχείων όπως το χρώμιο και το τιτάνιο θα μπορούσαν επίσης να αποκαλύψουν την προέλευση. Αυτό οδήγησε σε ένα σύστημα ταξινόμησης που χωρίζει τους μετεωρίτες σε δύο ομάδες. Οι μη ανθρακούχοι μετεωρίτες σχηματίστηκαν στο εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα, ενώ οι ανθρακούχοι μετεωρίτες, οι οποίοι περιέχουν περισσότερο νερό και άνθρακα, προήλθαν πιο μακριά.
Η νέα μελέτη δείχνει ότι η Γη είναι κατασκευασμένη εξ ολοκλήρου από μη ανθρακούχο υλικό. Επίσης, δεν βρίσκει στοιχεία για την προηγουμένως προτεινόμενη ανάμειξη μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών δεξαμενών του Ηλιακού Συστήματος.
Αυτό υποδηλώνει ότι η Γη σχηματίστηκε σε ένα σχετικά σταθερό περιβάλλον, σταδιακά αυξανόμενη συσσωρεύοντας κοντινό πλανητικό υλικό. Υποδεικνύει επίσης ότι πτητικά στοιχεία όπως το νερό πιθανότατα υπήρχαν ήδη στο εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα.
Ο Δίας λειτουργεί ως φράγμα υλικού
Αλλά γιατί υπάρχουν δύο ξεχωριστές δεξαμενές υλικού στο Ηλιακό μας Σύστημα; Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το Ηλιακό Σύστημα χωρίστηκε σε δύο ξεχωριστές περιοχές νωρίς στην ιστορία του λόγω του γρήγορου σχηματισμού του Δία. Καθώς ο αέριος γίγαντας μεγάλωνε, η βαρύτητά του έχτισε ένα κενό στον πρωτοπλανητικό δίσκο που περιβάλλει τον νεαρό Ήλιο. Αυτοί οι δίσκοι είναι δακτύλιοι αερίου και σκόνης όπου σχηματίζονται πλανήτες.
Ο Δίας πιθανότατα εμπόδισε το μεγαλύτερο μέρος του υλικού από το εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα να κινηθεί προς τα μέσα, αν και το πόσο αποτελεσματικό ήταν αυτό το φράγμα είναι αβέβαιο.
Η νέα ανάλυση δείχνει ότι σχεδόν κανένα υλικό από πέρα από τον Δία δεν έφτασε στη Γη. «Οι υπολογισμοί μας είναι πολύ αξιόπιστοι και βασίζονται αποκλειστικά στα ίδια τα δεδομένα, όχι σε φυσικές υποθέσεις, καθώς αυτές δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητές», τονίζει ο Μπάουερ. Τα αποτελέσματα δείχνουν επίσης ότι η σύνθεση της Γης ταιριάζει πολύ με αυτή του Άρη και της Εστίας.
Η ομάδα υποδηλώνει ότι η Αφροδίτη και ο Ερμής μπορεί να μοιράζονται μια παρόμοια σύνθεση. «Με βάση την ανάλυσή μας, μπορούμε θεωρητικά να προβλέψουμε τη σύνθεση αυτών των δύο πλανητών», λέει η Sossi. Ωστόσο, αυτό δεν μπορεί ακόμη να επιβεβαιωθεί επειδή δεν υπάρχουν διαθέσιμα δείγματα πετρωμάτων από αυτούς τους πλανήτες.
Νέο φως στην ιστορία σχηματισμού
«Τα αποτελέσματά μας ρίχνουν νέο φως στην ιστορία σχηματισμού της Γης μας και των άλλων βραχωδών πλανητών», λέει η Sossi.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να διερευνήσουν πώς υπήρχε αρκετό νερό στο θερμό εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα για να σχηματιστούν οι ωκεανοί της Γης. Θέλουν επίσης να διερευνήσουν εάν παρόμοιες διεργασίες συμβαίνουν σε πλανητικά συστήματα πέρα από το δικό μας.
«Μέχρι τότε, ωστόσο, εγώ και ο Νταν θα πρέπει να εμπλακούμε σε πολλές έντονες συζητήσεις σχετικά με τη σύνθεση των υλικών της Γης και των γειτονικών της πλανητών, επειδή η επιστημονική συζήτηση για τα δομικά στοιχεία της Γης δεν έχει τελειώσει ακόμη, παρά τα νέα ευρήματα», λέει η Σόσι.
www.worldenergynews.gr
