Pământul și Marte s-au format prin procese cosmice diferite, arată un studiu
Acum aproximativ 4,5 miliarde de ani, Pământul și Marte s-au născut în norul rotativ de gaz și praf care avea să devină sistemul nostru solar. Modul exact în care s-au format planetele rămâne însă una dintre cele mai disputate întrebări din știința planetară, iar cercetătorii de la Universitatea din Copenhaga aduc noi dovezi în această dezbatere.
Folosind o abordare nouă, echipa a reconstruit etapele incipiente ale formării planetelor prin analiza compoziției lor chimice, iar rezultatele i-au surprins. „Cel mai surprinzător rezultat a fost că Pământul și Marte par să se fi format în moduri diferite. Te-ai fi putut aștepta ca două planete formate una lângă alta, în același sistem solar, să aibă o istorie de formare mai asemănătoare”, a declarat profesorul Anders Johansen, care studiază formarea planetelor la Globe Institute din cadrul Universității din Copenhaga.
Johansen a condus noul studiu împreună cu asistentul universitar Haiyang Wang. Lucrarea a fost publicată în revista Nature Astronomy.
Două scenarii posibile de formare
Astăzi, cercetătorii sunt în general de acord că planetele se formează în principal prin unul dintre două procese sau printr-o combinație a acestora: fie apar când roci uriașe din spațiu, cunoscute sub numele de planetesimale, se ciocnesc, fie când aceste roci mari acumulează particule mai mici, într-un proces numit acreție de pietricele (pebble accretion).
Oamenii de știință nu au stabilit încă care dintre cele două procese, sau o combinație a lor, ar explica cel mai bine modul în care s-au format planetele stâncoase precum Pământul și Marte. Autorii noului studiu consideră că descoperirile lor susțin așa-numitul model hibrid.
Cercetarea merge însă mai departe și oferă o explicație mai explicită a modului în care s-au format Pământul și Marte acum 4,5 miliarde de ani. „Cel puțin 75% din masa Pământului pare să provină din două planete tinere, cunoscute sub numele de protoplanete, care au crescut mare prin acreția de pietricele, în timp ce planetesimalele au contribuit cu până la 25%. În schimb, aproximativ trei sferturi din masa lui Marte pare să provină din planetesimale, restul de un sfert având origine în acreția de pietricele”, a explicat Wang.
Chimia planetară dezvăluie trecutul
Pentru a înțelege cum s-au format planetele acum miliarde de ani, oamenii de știință trebuie să se bazeze pe urme care mai există și astăzi. În noul studiu, cercetătorii au examinat îndeaproape anumite elemente din straturile exterioare ale planetelor: crusta și mantaua. S-au concentrat în special asupra așa-numitelor elemente volatile, precum sodiul, zincul și potasiul, care se evaporă relativ ușor la temperaturi ridicate.
Potrivit cercetătorilor, prezența sau absența acestor elemente acționează ca o amprentă chimică ce dezvăluie procesele prin care au trecut planetele în timpul formării lor. Folosind modele computerizate avansate, ei pot determina apoi care scenarii de formare sunt cele mai plauzibile explicații pentru originile Pământului și ale lui Marte.
„Este o muncă de detectiv importantă să descoperi ce s-a întâmplat atunci când majoritatea dovezilor au dispărut de mult. Dar chiar și după 4,5 miliarde de ani, compozițiile mantalelor Pământului și lui Marte rămân aceleași. Le poți considera o amprentă a procesului de formare”, a spus Johansen.
Incertitudini și aplicații dincolo de sistemul solar
Cercetătorii subliniază că modelele lor computerizate conțin incertitudini. De exemplu, compoziția chimică exactă a blocurilor de construcție originale din sistemul nostru solar, care au devenit în cele din urmă Pământul și Marte, rămâne necunoscută. Prin urmare, modelele se bazează pe mai multe presupuneri. Chiar și atunci când se ajustează pentru aceste presupuneri, concluzia principală rămâne neschimbată.
„Procentele exacte pot varia oarecum, dar analizele noastre indică în mod consecvent că Pământul și Marte s-au format în două moduri diferite. Metoda noastră oferă o cale mai precisă și mai directă de a înțelege formarea planetelor decât abordarea bazată pe izotopi, utilizată mai pe scară largă, care poate fi adesea interpretată în multiple moduri”, a spus Wang.
Cercetătorii văd aplicații și dincolo de propriul nostru sistem solar. Mai multe misiuni spațiale viitoare își propun să descopere și să studieze planete asemănătoare Pământului din alte galaxii. Înțelegerea compozițiilor chimice ale unor astfel de planete este importantă pentru a evalua dacă sunt potențial locuibile, subliniază cercetătorii.
„Dacă înțelegem cum pierd planetele elemente volatile în timpul formării lor, putem deveni mai buni și la prezicerea cantității de apă și a altor substanțe care susțin viața pe care le rețin în cele din urmă”, a spus Johansen.
