Remiantis Nebulario hipoteze, manoma, kad Saulės sistema susiformavo per sukaupimą. Iš esmės tai prasidėjo tada, kai didžiulis dulkių ir dujų debesis (dar žinomas kaip Saulės ūkas) jo centre patyrė gravitacinį griūtį, pagimdydama Saulę. Tada likusios dulkės ir dujos susidarė į protoplanetinį diską aplink Saulę, kuris pamažu susiliejo ir sudarė planetas.
Tačiau daug apie tai, kaip planetos išsiskyrė į savo kompozicijas, liko paslaptimi. Laimei, naujame tyrime, kurį atliko Bristolio universiteto tyrėjai, tyrimas į šią temą žiūrėjo iš naujo. Ištyrę Žemės pavyzdžių ir meteoritų derinį, jie išleido naują šviesą apie tai, kaip susiformavo ir evoliucionavo tokios planetos kaip Žemė ir Marsas.
Tyrimas, pavadintas „Magnio izotopų įrodymas, kad akriniai garų nuostoliai formuoja planetų kompozicijas“, neseniai pasirodė moksliniame žurnale Gamta. Vadovaujamas Remco C. Hino, Bristolio universiteto Žemės mokslų mokyklos vyresniojo mokslo darbuotojo, komanda palygino žemės, Marso ir asteroido Vesta uolienų pavyzdžius, kad būtų galima palyginti magnio izotopų lygius juose.
Jų tyrimu buvo bandoma atsakyti į tai, kas išlieka mokslinėje bendruomenėje išliekančiu klausimu - t.y. ar planetos formavo tokias, kokios yra šiandien, ar bėgant laikui įgijo savitas kompozicijas? Kaip paaiškino gydytojas Remco Hinas Bristolio universiteto pranešime spaudai:
Mes pateikėme įrodymų, kad tokia įvykių seka susidarė formuojant Žemę ir Marsą, naudojant aukšto tikslumo jų magnio izotopų kompozicijų matavimus. Magnio izotopų santykiai keičiasi dėl silikato garų praradimo, kuriame pirmiausia yra lengvesni izotopai. Tokiu būdu mes apskaičiavome, kad daugiau nei 40 procentų Žemės masės buvo prarasta statant. Šis kaubojų statybų darbas, kurį apibūdino vienas mano bendraautorių, taip pat buvo atsakingas už unikalios Žemės kompozicijos sukūrimą.”
Norėdami jį suskaidyti, susikaupimą sudaro medžiagos gabalėliai, susiduriantys su kaimyniniais gumulėliais, kad susidarytų didesni daiktai. Šis procesas yra labai chaotiškas, todėl medžiaga dažnai prarandama, taip pat kaupiama dėl didžiulės šilumos, kurią sukelia šie greiti susidūrimai. Manoma, kad ši šiluma sukūrė magmos vandenynus susidariusiose planetose, jau nekalbant apie laikiną garuojančių uolienų atmosferą.
Kol planetos netapo tokio pat dydžio kaip Marsas, jų gravitacijos traukos jėga buvo per silpna, kad galėtų išlaikyti šią atmosferą. Kadangi įvyko daugiau susidūrimų, šios atmosferos ir pačių planetų sudėtis iš esmės pasikeis. Kaip tiksliai antžeminės planetos - Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas - laikui bėgant išgavo dabartines lakiųjų medžiagų atsargas, į ką mokslininkai tikėjosi atkreipti dėmesį.
Pavyzdžiui, kai kurie mano, kad dabartinės planetų kompozicijos yra tam tikrų dujų ir dulkių derinių pasekmė per ankstyviausius planetos formavimosi laikotarpius - kai sausumos planetose yra daug silikato / metalo, bet lakiųjų skurdžių, dėl kurių elementų buvo gausu arčiausiai saulė. Kiti teigė, kad dabartinė jų sudėtis yra žiaurus jų augimas ir susidūrimai su kitais kūnais.
Siekdamas išsiaiškinti tai, daktaras Hinas ir jo bendraminčiai, naudodami naują analitinį metodą, išanalizavo Žemės pavyzdžius kartu su meteoritais iš Marso ir asteroido „Vesta“. Šis metodas leidžia tiksliau išmatuoti magnio izotopų santykį nei bet kuris ankstesnis metodas. Šis metodas taip pat parodė, kad visi diferencijuoti kūnai - kaip Žemė, Marsas ir Vesta - turi izotopiškai sunkesnes magnio kompozicijas nei chondritiniai meteoritai.
Iš to jie galėjo padaryti tris išvadas. Pirma, jie nustatė, kad Žemė, Marsas ir Vesta pasižymi skirtingais magnio izotopų santykiais, kurių negalima paaiškinti kondensatu iš Saulės ūko. Antra, jie pažymėjo, kad atlikus sunkiųjų magnio izotopų tyrimus paaiškėjo, kad visais atvejais planetos prarado apie 40% savo masės per susidarymo periodą po pakartotinių garinimo epizodų.
Galiausiai jie nustatė, kad akrecijos procesas lemia kitus cheminius pokyčius, kurie sukuria unikalias Žemės chemines savybes. Trumpai tariant, jų tyrimas parodė, kad visi Žemė, Marsas ir Vesta patiria didelius medžiagų nuostolius po formavimo, o tai reiškia, kad jų savotiškos kompozicijos greičiausiai buvo laikinų susidūrimų rezultatas. Kaip pridūrė daktaras Hinas:
„Mūsų darbas keičia mūsų požiūrį į tai, kaip planetos įgauna savo fizines ir chemines savybes. Nors anksčiau buvo žinoma, kad planetų statyba yra žiaurus procesas ir kad planetų, tokių kaip Žemė, kompozicijos yra skirtingos, nebuvo aišku, ar šios savybės yra susijusios. Dabar mes parodome, kad garų praradimas, įvykstant susidūrus didelėms planetos energijoms, daro didelę įtaką planetos sudėčiai. “
Jų tyrimas taip pat parodė, kad šis žiaurus formavimo procesas gali būti būdingas planetoms apskritai. Šie atradimai yra reikšmingi ne tik formuojant Saulės sistemą, bet ir ne Saulės sistemas. Atėjus laikui tyrinėti tolimas žvaigždžių sistemas, savitos jų planetų kompozicijos daug pasakys apie sąlygas, iš kurių jos susiformavo, ir kaip jos atsirado.
