Астрофизики раскрыли секреты, касающиеся формирования Земли и Марса, что может изменить наше представление о происхождении этих планет. Исследования показывают, что различия в их составе и структуре могут быть связаны с процессами, происходившими в ранней солнечной системе. Эти открытия помогают лучше понять не только нашу планету, но и условия, при которых возникали другие небесные тела.
Химический анализ мантии Земли и Марса выявил уникальные аспекты их формирования и эволюции. Эти две планеты, возникшие в одной Солнечной системе, развивались по различным путям, что и стало предметом исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy.
Астрофизики долго дискутировали о механизмах образования каменистых планет, выдвигая две основные гипотезы: либо медленное аккреирование мелких частиц, либо агрессивные столкновения крупных обломков, известных как планетезимали. Новый анализ продемонстрировал, что оба процесса могли происходить одновременно, но их соотношение для Земли и Марса значительно различалось.
Исследователи обнаружили, что в мантии обеих планет наблюдается выраженный дефицит умеренно летучих элементов, таких как литий, марганец, натрий, калий и цинк. Эти элементы, конденсируясь при средних температурах, теряются в процессе, известном как обеднение летучих веществ.
Для более точного понимания ученые смоделировали процесс деволатилизации во время аккреции. Когда протопланета накапливает гальку, температура в её нижних слоях возрастает, что приводит к испарению летучих элементов. Впоследствии эти газы могут возвращаться в протопланетный диск, в то время как более тяжелые элементы остаются на поверхности и становятся частью планеты. Моделирование подтвердило, что за год лишь 30% умеренно летучих элементов сохраняется в оболочке, а через 5 лет теряется более 97%.
Исследование показало, что аккреция гальки не могла объяснить все химические особенности реальных горных пород, поэтому ученые учли и вклад ранних планетезималей. Для этого они использовали данные о химическом составе астероида Весты, осколки которого падают на Землю в виде метеоритов. Статистическое моделирование помогло определить, что 75% массы Земли составили два объекта, в то время как у Марса этот показатель составляет 73% от планетезималей, а лишь 27% массы планеты образовалось из гальки.
Ученые полагают, что изменение орбиты Марса под влиянием крупных протопланет на раннем этапе его формирования помешало ему эффективно накапливать гальку, что объясняет его уникальную историю развития. Моделирование также указало на то, что для формирования Земли потребовалось меньше крупных столкновений, чем это предполагалось ранее.
Вам также может понравиться
