De voorloper van onze planeet, de proto-aarde, gevormd binnen een tijdspanne van ongeveer vijf miljoen jaar, toont een nieuwe studie van het Center for Star and Planet Formation (StarPlan) van het Globe Institute van de Universiteit van Kopenhagen.

Op astronomische schaal, dit is extreem snel, leggen de onderzoekers uit. Als je het geschatte bestaan ​​van 4,6 miljard jaar van het zonnestelsel vergelijkt met een periode van 24 uur, de nieuwe resultaten geven aan dat de proto-aarde gevormd is in wat overeenkomt met ongeveer anderhalve minuut.

Dus, de resultaten van StarPlan breken met de traditionele theorie dat de proto-aarde gevormd door willekeurige botsingen tussen grotere en grotere planetaire lichamen gedurende enkele tientallen miljoenen jaren - gelijk aan ongeveer 5-15 minuten van de bovengenoemde fictieve 24 uur van vorming .

In plaats daarvan, de nieuwe resultaten ondersteunen een recentere, alternatieve theorie over de vorming van planeten door de aanwas van kosmisch stof. De hoofdauteur van de studie, Universitair hoofddocent Martin Schiller, legt het als volgt uit:"Het andere idee is dat we uitgaan van stof, eigenlijk. Objecten ter grootte van een millimeter, allemaal samenkomen, neerregenen op het groeiende lichaam en in één keer de planeet maken, " hij zegt, toevoegen, "Niet alleen is deze implicatie van de snelle vorming van de aarde interessant voor ons zonnestelsel, het is ook interessant om te beoordelen hoe waarschijnlijk het is dat planeten zich ergens anders in de melkweg vormen."

De bulksamenstelling van het zonnestelsel

De sleutel tot de nieuwe bevinding kwam in de vorm van de meest nauwkeurige metingen van ijzerisotopen die tot nu toe wetenschappelijk zijn gepubliceerd.

Door het isotopenmengsel van het metaalelement in verschillende meteorieten te bestuderen, de onderzoekers vonden slechts één type meteoritisch materiaal met een samenstelling vergelijkbaar met de aarde:de zogenaamde CI-chondrieten.

De onderzoekers achter de studie beschrijven het stof in dit fragiele type meteoriet als ons beste equivalent van de bulksamenstelling van het zonnestelsel zelf. Het was stof zoals dit in combinatie met gas dat via een circumstellaire accretieschijf naar de groeiende zon werd geleid.

Dit proces duurde ongeveer vijf miljoen jaar en onze planeten zijn gemaakt van materiaal in deze schijf. Nutsvoorzieningen, de onderzoekers schatten dat de ijzerhoudende kern van de proto-aarde ook al in deze periode is gevormd, het verwijderen van vroeg aangegroeid ijzer uit de mantel.

Twee verschillende ijzersamenstellingen

andere meteorieten, bijvoorbeeld van Mars, vertel ons dat in het begin de ijzerisotopensamenstelling van het materiaal dat bijdraagt ​​aan de groeiende aarde anders was. Hoogstwaarschijnlijk door thermische verwerking van stof dicht bij de jonge zon, leggen de onderzoekers van StarPlan uit.

Na de eerste paar honderdduizenden jaren van ons zonnestelsel werd het koud genoeg voor onbewerkt CI-stof van verder weg in het systeem om het accretiegebied van de proto-aarde binnen te komen.

"Dit toegevoegde CI-stof overdrukte de ijzersamenstelling in de aardmantel, wat alleen mogelijk is als het meeste van het vorige ijzer al in de kern is verwijderd. Daarom moet de kernformatie vroeg hebben plaatsgevonden, ’ legt Martin Schiller uit.

"Als de vorming van de aarde een willekeurig proces was waarbij je gewoon lichamen tegen elkaar sloeg, je zou de ijzersamenstelling van de aarde nooit kunnen vergelijken met slechts één type meteoriet. Je zou een mengelmoes van alles krijgen, " hij voegt toe.

meer planeten, meer water, misschien meer leven

Gebaseerd op het bewijs voor de theorie dat planeten worden gevormd door de aanwas van kosmisch stof, de onderzoekers denken dat hetzelfde proces zich ook elders in het heelal kan voordoen. Dit betekent dat ook andere planeten zich waarschijnlijk veel sneller kunnen vormen dan wanneer ze alleen groeien door willekeurige botsingen tussen objecten in de ruimte.

Deze veronderstelling wordt bevestigd door de duizenden exoplaneten - planeten in andere zonnestelsels - die astronomen sinds het midden van de jaren negentig hebben ontdekt, legt Center Leader en co-auteur van de studie uit, Professor Martin Bizzarro:"Nu weten we dat planeetvorming overal plaatsvindt. Dat we generieke mechanismen hebben die werken en planetaire systemen maken. Als we deze mechanismen in ons eigen zonnestelsel begrijpen, we zouden soortgelijke conclusies kunnen trekken over andere planetaire systemen in de melkweg. Inclusief op welk punt en hoe vaak water wordt aangegroeid, " hij zegt.

Bizzarro voegt toe, "Als de theorie van vroege planetaire aanwas echt correct is, water is waarschijnlijk slechts een bijproduct van de vorming van een planeet zoals de aarde - die de ingrediënten van het leven vormt, zoals we het kennen, meer waarschijnlijk elders in het universum te vinden."