Støv fra meteoritter, der landede på Jorden har afsløret, at Jordens forløber, kendt som proto-Earth, dannede sig meget hurtigere end tidligere antaget, viser en ny undersøgelse.
En analyse af dette meteoritstøv viste, at proto-Jorden dannede sig inden for ca. 5 millioner år, hvilket er ekstremt hurtigt, astronomisk set.
Sagt på en anden måde, hvis hele 4,6 milliarder år af solsystemets eksistens blev komprimeret til en 24-timers periode, dannedes proto-Jorden på kun 1 minut og 30 sekunder, sagde forskerne.
Det nye fund bryder med den tidligere holdte idé, at proto-Jorden dannede sig, når større og større planetariske kropper tilfældigt smækkede ind i hinanden, en proces, der ville have taget flere titusinder af millioner år, eller ca. 5 til 15 minutter i det fiktive 24- times tidsskala.
I modsætning hertil hævder den nye idé, at planeter dannet gennem optagelsen af kosmisk støv, en proces, hvor støv tiltrækker flere og flere partikler gennem tyngdekraften. ”Vi starter i det væsentlige med støv,” sagde forsker Martin Schiller i en erklæring. Schiller er lektor i geokemi ved Center for Star and Planet Formation (StarPlan) ved Københavns Universitet Globe Institute i Danmark.
Ved optagelse ville partikler i millimeter størrelse være samlet, "regne ned på det voksende legeme og gøre planeten på én gang," sagde Schiller.
Schiller og hans kolleger fandt fundet ved at studere jernisotoper eller forskellige versioner af elementet jern i meteoritstøv. Efter at have kigget på jernisotoper i forskellige typer meteoritter, indså de, at kun en type havde en jernprofil, der svarede til Jordens: CI-kondritterne, der er stenede meteoritter. ("C" står for kulstof, og "jeg" står for Ivuna, et sted i Tanzania, hvor nogle CI-meteoritter findes.)
Støvet i disse CI-kondritter er den bedste tilnærmelse derude for solsystemets samlede sammensætning, sagde forskerne. I solsystemets tidlige dage kom støv som dette sammen med gas, og begge blev tragtet ind i en beskyttelsesskive, der kredsede om den voksende sol.
I løbet af 5 millioner år dannede solsystemets planeter. I henhold til den nye undersøgelse dannedes også proto-jordens jernkerne i løbet af denne tid, hvorved man hævede det tilskudte jern fra proto-planetens mantel. Til sidst blev denne prototype planet den jord, vi kender i dag.
Besked fra Mars
Meteoritter fra Mars fortæller forskere, at i begyndelsen var sammensætningen af jernisotoper i det materiale, der udgør Jorden, anderledes, end de senere var. Dette skete sandsynligvis fordi varme fra den unge voksende sol ændrede dem, sagde forskerne.
Efter at der var gået et par hundrede tusinde år, blev området, hvor Jorden dannede sig, koldt nok til uopvarmet CI-støv, der kom længere væk og blev en del af proto-Earths akkretionsskive.
I betragtning af at jern fra dette langt væk støv findes i jordens mantel i dag, giver det mening at "det meste af det forrige jern allerede var fjernet i kernen," sagde Schiller. "Derfor skal kernedannelsen være sket tidligt."
Den anden idé - at Jorden dannede sig, når planetarier tilfældigt kolliderede med hinanden - holder ikke, sagde han. "Hvis Jordens dannelse var en tilfældig proces, hvor du bare knuste kroppe sammen, ville du aldrig være i stand til at sammenligne Jernsammensætningen af jorden med kun en type meteorit," sagde Schiller. "Du ville få en blanding af alt."
Det nye fund kan også gælde for andre planeter i universet, bemærkede forskerne. I det væsentlige betyder dette, at andre planeter kan vokse meget hurtigere end tidligere realiseret. Faktisk er der allerede bevis for, at dette sandsynligvis er tilfældet, ifølge data om tusinder af exoplaneter i andre galakser, sagde studien, co-forsker Martin Bizzarro, en professor ved StarPlan.
”Nu ved vi, at planetdannelse sker overalt,” sagde Bizzarro i erklæringen. "Når vi forstår disse mekanismer i vores eget solsystem, kan vi muligvis foretage lignende konklusioner om andre planetariske systemer i galaksen."
Denne proces kan endda forklare hvornår og hvor ofte vand opsamles under planetdannelse.
"Hvis teorien om den tidlige planetariske akkretion virkelig er korrekt, er vand sandsynligvis kun et biprodukt af dannelsen af en planet som Jorden," sagde Bizzarro. "At gøre ingredienserne i livet, som vi kender det, er mere tilbøjelige til at findes andre steder i universet."
