Izotopy železa ukazují, že se Země zformovala rychleji, než se vědci domnívali

Na základě měření izotopů železa vědci z University of Copenhagen prokázali, že se naše planeta ve skutečnosti zformovala mnohem rychleji, než jsme se doposud domnívali. Tento objev poskytuje nový pohled na formování planet a na pravděpodobnost výskytu vody a života kdekoliv ve vesmíru. Předchůdce naší planety, tzv. proto-Země, se zformovala během časového rozpětí přibližně 5 miliónů roků. Prokázaly to nové studie uskutečněné na Centre for Star and Planet Formation (StarPlan) at the Globe Institute na University of Copenhagen.

V astronomickém měřítku to je extrémně rychle, vysvětlují vědci. Pokud porovnáme odhadované stáří Sluneční soustavy 4,6 miliardy roků s délkou jednoho dne (24 hodiny), pak z nových výsledků plyne, že proto-Země se zformovala v odpovídajícím časovém úseku odpovídajícím přibližně 1,5 minuty.

Tudíž výsledky ze StarPlan jsou v rozporu s tradičními teoriemi, že proto-Země vznikala náhodnými kolizemi mezi většími planetárními tělesy během několika desítek miliónů roků – což je ekvivalent 5 až 15 minut ve výše uvedeném čtyřiadvacetihodinovém úseku.

Kromě toho nové výsledky podporují dřívější alternativní teorii týkající se vzniku planet v důsledku akrece kosmického prachu. Hlavní autor studie, mimořádný profesor Martin Schiller to vysvětluje následovně: „Jiná představa je, že Země začala vznikat v podstatě z prachu. Milimetrová tělíska se spojovala dohromady, doslova pršela dolů na rostoucí těleso a vytvářela planetu,“ říká Martin Schiller a dodává: „Důsledkem je nejen rychlý vznik Země, který je zajímavý pro naši Sluneční soustavu. Je rovněž zajímavý k odhadnutí, jak pravděpodobný je tento proces pro planety vznikající někde jinde ve vesmíru.“

Celkové složení Sluneční soustavy

Klíč k novému objevu přišel v podobě způsobu nejpreciznějšího měření izotopů železa, jaké bylo až doposud vědecky publikováno. Na základě studia směsi kovových prvků v různých meteoritech výzkumníci objevili pouze jeden typ meteoritického materiálu se složením podobným Zemi: tzv. CI chondrity.

Výzkumníci na základě výzkumu popsali prach v tomto křehkém typu meteoritu jako náš nejlepší ekvivalent celkového složení samotné Sluneční soustavy. Prach byl jako takový kombinovaný s plynem, který byl rozptýlen napříč akrečním diskem v okolí rostoucího Slunce.

Tento proces trval zhruba 5 miliónů roků a naše planeta se vytvářela z materiálu v tomto disku. Nyní vědci odhadují, že železné jádro proto-Země se rovněž zformovalo již v průběhu tohoto období přesunutím železa ze zemského pláště, kde se zprvu se usazovalo.

Dva odlišné druhy železa

Jiné meteority – například z Marsu – nám říkají, že na začátku bylo složení izotopů železa v materiálu přispívajícím k růstu Země odlišné. A to nejspíše v důsledku tepelných procesů prachu v blízkosti mladého Slunce, vysvětlují vědci ze StarPlan.

Po prvních několika stovkách tisíc roků existence naší Sluneční soustavy se stala dostatečně studenou pro nezpracovaný CI prach, aby ze vzdálenějších oblastí soustavy vstupoval do akrečního regionu proto-Země.

„Tento přídavný CI prach byl součástí železných sloučenin v plášti Země, což je možné pouze tehdy, jestliže většina předchozího železa byla již přesunuta do jádra. A proto utváření jádra muselo nastat dříve,“ vysvětluje Martin Schiller.

Více planet, více vody, snad i více života

Na základě důkazu pro teorii, že se planety zformovaly prostřednictvím akrece kosmického prachu, se vědci domnívají, že stejný proces se může vyskytovat i jinde ve vesmíru. To znamená, že rovněž jiné planety se snad mohly zformovat mnohem rychleji, než kdyby vznikly pouze na základě nahodilých kolizí mezi sousedními tělesy.

Tento předpoklad potvrzují tisíce exoplanet – planet u jiných hvězd než u Slunce – které astronomové objevili od poloviny devadesátých let minulého století, vysvětluje Martin Bizzarro, vedoucí centra a spoluautor studie:

„Nyní víme, že ke vzniku planet dochází všude. Máme obecné mechanismy, které fungují a vedou k vytváření planetárních soustav. Když pochopíme tento mechanismus v naší Sluneční soustavě, mohli bychom podobné důsledky očekávat i u jiných planetárních soustav v Galaxii. Včetně otázky, jak často dochází k akreci vody,“ říká Martin Bizzarro a dodává:

„Pokud teorie rané planetární akrece je skutečně správná, voda je pravděpodobně jen vedlejším produktem vzniku planet podobných Zemi – tvorbou ingrediencí pro život, jak jej známe, a tím spíše bude objeven i jinde ve vesmíru.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/iron-isotopes-show-that-planet-earth-formed-much-faster-than-scientists-thought/

autor: František Martinek