Dünyanın oluşumuna dair yeni bilgiler

Dünya uzun süredir detaylı olarak çalışılmış olmasına rağmen, bazı temel soruların hala cevaplanması gerekiyor. Bunlardan biri, başlangıçları araştırmacılarının hala belirsiz olduğu gezegenimizin oluşumu ile ilgilidir. ETH Zürih ve Araştırma Gezegenlerinde Ulusal Yetkinlik Merkezi tarafından yönetilen uluslararası bir araştırma ekibi, şimdi laboratuvar deneyleri ve bilgisayar simülasyonlarına dayalı olarak bu soruya yeni bir yanıt sunuyor. Araştırmacılar çalışmalarını dergide yayınladılar. Doğa Astronomi.

Açıklanamaz bir tutarsızlık

Araştırmanın baş yazarı, Deneysel Bilimler Profesörü Paolo Sossi, “Astrofizik ve kozmokimyada hakim olan teori, Dünya’nın kondritik asteroitlerden oluştuğu yönündedir. Bunlar nispeten küçük, basit kaya ve metal bloklarıdır ve güneş sisteminin erken dönemlerinde oluşmuşlardır” diye açıklıyor. ETH Zürih’te Planetoloji. “Bu teorideki sorun, bu kondritlerin hiçbir karışımının, ışıkta çok daha zayıf olan, hidrojen ve helyum gibi uçucu elementler olan Dünya’nın tam bileşimini beklediğimizden daha açıklayamamasıdır.”

Bu farklılığı açıklamak için yıllar boyunca çeşitli hipotezler öne sürülmüştür. Örneğin, daha sonra Dünya’yı oluşturan nesnelerin çarpışmalarının çok büyük miktarda ısı ürettiği varsayıldı. Bu, hafif elementleri buharlaştırarak gezegeni mevcut bileşiminde bıraktı.

Bununla birlikte, Sossi, Dünya’nın farklı elementlerinin izotopik bileşimini ölçtüğünüz anda bu teorilerin mantıksız hale geldiğine inanıyor: “Bir kimyasal elementin izotoplarının hepsi, farklı sayıda nötron da olsa aynı sayıda protona sahiptir. Daha az nötron içeren izotoplar, daha hafif ve bu nedenle daha kolay kaçabilmeli.Isıtma yoluyla buharlaşma teorisi doğru olsaydı, bugün Dünya’da bu hafif izotoplardan orijinal kondritlerden daha az bulurduk.Fakat izotop ölçümlerinin tam olarak göstermediği şey budur. “

Kozmik bir eritme potası

Sossi’nin ekibi bu nedenle başka bir çözüm aradı. Sossi, “Gezegen oluşumunu simüle ettiğimiz dinamik modeller, güneş sistemimizdeki gezegenlerin aşamalı olarak oluştuğunu gösteriyor. Küçük taneler, yerçekimi kuvvetiyle giderek daha fazla malzeme biriktirerek zaman içinde kilometre boyutunda gezegenler haline geldi” diye açıklıyor. Kondritlere benzer şekilde, gezegenimsiler de küçük kaya ve metal gövdeleridir. Ancak kondritlerden farklı olarak, metalik bir çekirdeğe ve kayalık bir mantoya farklılaşmak için yeterince ısıtılmışlardır. Sossi, “Ayrıca, genç güneşin etrafındaki farklı alanlarda veya farklı zamanlarda oluşan gezegenler çok farklı kimyasal bileşimlere sahip olabilir” diye ekliyor. Şimdi soru, farklı gezegenlerin rastgele kombinasyonunun gerçekten Dünya’nınkiyle eşleşen bir bileşimle sonuçlanıp sonuçlanmadığıdır.

Ekip, bunu bulmak için erken güneş sisteminde binlerce gezegenimsi maddenin birbiriyle çarpıştığı simülasyonlar yürüttü. Modeller, zamanla, dört kayalık gezegen Merkür, Venüs, Dünya ve Mars’a karşılık gelen gök cisimlerini yeniden üretecek şekilde tasarlandı. Simülasyonlar, birçok farklı gezegenimsi karışımın aslında Dünya’nın etkili bileşimine yol açabileceğini gösteriyor. Dahası, Dünya’nın bileşimi, bu simülasyonların istatistiksel olarak en olası sonucu bile.

Diğer gezegenler için bir plan

Sossi, “Şüphelenmiş olsak da, bu sonucu hala çok dikkat çekici bulduk,” diye hatırlıyor. Araştırmacı, “Artık sadece Dünya’nın oluşumunu daha iyi açıklayan bir mekanizmaya sahip değiliz, aynı zamanda diğer kayalık gezegenlerin oluşumunu açıklayan bir referansımız da var” diyor. Mekanizma, örneğin, Merkür’ün bileşiminin diğer kayalık gezegenlerden ne kadar farklı olduğunu tahmin etmek için kullanılabilir. Veya diğer yıldızların kayalık ötegezegenlerinin nasıl oluşturulabileceği.

Sossi, “Çalışmamız, gezegen oluşumunu anlamaya çalışırken hem dinamikleri hem de kimyayı dikkate almanın ne kadar önemli olduğunu gösteriyor.” “Bulgularımızın bu iki alandaki araştırmacılar arasında daha yakın işbirliğine yol açacağını umuyorum.”