新しい同位体分析により、地球のタイムラインが変更されました

新しい同位体分析により、地球の起源のタイムラインが変更されました

太陽系のごく初期の頃、初期の地球は私たちが以前考えていたよりもはるかに短い時間で形成されました。

隕石に含まれる鉄同位体の新しい分析によると、地球の大部分が集まるのにわずか500万年かかりました。これは、現在のモデルが示唆する数分の1です。

この改訂は、惑星形成に関する現在の理解に大きく貢献しており、同じ地域にある同じタイプの惑星(火星や地球などの岩の多い惑星)間でも、メカニズムが私たちが考えるよりも多様である可能性があることを示唆しています。

ほら、私たちは惑星がどのように形成されるかを100%確信していません。 天文学者はかなり良い一般的な考えを持っていますが、より細かい詳細…まあ、彼らは実際に観察するのはかなり難しいです。

惑星形成プロセスの幅広いストロークは、星自体の形成に関連しています。 ほこりやガスの雲の中の塊が自重で集まって回転し始めると、星が形成されます。 これにより、排水口の周りを水が循環するように、周囲のほこりやガスがその周りを循環します。

それが回転すると、この材料のすべてが成長する星を養う平らなディスクを形成します。 しかし、ディスク全体が吸収されるわけではありません。残っているものは原始惑星ディスクと呼ばれ、惑星を形成し続けます。 そのため、太陽系のすべての惑星は、太陽の周りの平らな面に大まかに配置されています。

惑星の形成に関しては、ディスク内のほこりや岩の小さな粒子が静電的に互いにくっつくと考えられています。 次に、サイズが大きくなると、重力も大きくなります。 それらはランダムな相互作用と衝突を通じて他のクラスターを引き付け始め、惑星全体になるまでサイズが大きくなります。

地球にとって、このプロセスには数千万年かかると信じられていました。 しかし、デンマークのコペンハーゲン大学の科学者によると、地球のマントルにある鉄の同位体は反対のことを示しています。

その構成において、地球は太陽系の他の物体とは異なります。 地球、月、火星、隕石-それらはすべて、Fe-56やより軽いFe-54などの天然に存在する鉄の同位体を含んでいます。 しかし、月、火星、およびほとんどの流星は同じ数ですが、地球上ではFe-54ははるかに少ないです。

地球と同様の組成を持つ他の唯一の宇宙体は、CIコンドライトと呼ばれる珍しいタイプの隕石です。 これらの隕石の興味深い点は、全体として太陽系に似た組成を持っていることです。

サラダのすべての材料を手に入れたと想像してみてください。 それらをすべて1つの大きなポットに混ぜ合わせます。これが原始惑星ディスクであり、次にソーラーシステムです。 しかし、各成分の比率が異なるいくつかの小さな鍋に成分を分散させた場合、今では別々の惑星と小惑星があります。

CIコンドライトを特別なものにしているのは、この類推によって、それらは最初の比率の成分を含む小さな小さな鍋のようなものであるということです。 したがって、これらの宇宙の岩の1つを手元に置くことは、46億年前の太陽系の夜明けに、原始惑星の円盤の中で渦巻く塵の小宇宙を持っているようなものです。

惑星形成の現代のモデルによれば、物質が単に互いに混合された場合、地球のマントルの鉄含有量は、より高いFe-54含有量を持つすべての種類の隕石の混合物を表すでしょう。

私たちの惑星の構成がCI-コンドライトにのみ匹敵するという事実は、異なる形成モデルを示唆しています。 研究者たちは、積み重なる代わりに、地球の鉄のコアが宇宙の塵の雨の中で早く形成されたと信じています-より大きな岩の堆積よりも速いプロセスです。 この間に、鉄心が形成されました。

その後、ソーラーシステムが冷えると、最初の数十万年後、遠端からのCIダストが内側に移動し、地球が形成されていた場所に移動する可能性があります。 それは地球中に散らばっています。

研究者らは、原始惑星円盤の形成(および地球に落下した可能性のある大量の塵)は約500万年しか続かなかったため、地球はこの期間中に蓄積したに違いないと結論付けました。

「この追加されたCIダストは、地球のマントル内の鉄の組成をオーバープリントしました。これは、以前の鉄のほとんどがすでにコアにある場合にのみ可能です」と、コペンハーゲン大学の地質学者マーティンシラーは説明しました。

これは、惑星形成の理解を広げるだけでなく、宇宙での生活の理解にも影響を与える可能性があります。 この種の惑星形成は、生命を助長する条件の前提条件である可能性があります。

「私たちは今、惑星の形成が至る所で起こっていることを知っています。 惑星システムを機能させ、作成する共通のメカニズムがあります。 コペンハーゲン大学の宇宙化学者マーティン・ビザロは、私たち自身の太陽系でこれらのメカニズムを理解すると、銀河系の他の惑星系について同様の結論を導き出すことができます。

この研究はジャーナルScienceAdvancesに掲載されました。

出典:写真:NASA / JPL

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