شکل گیری زمین با بلوک های سنگی و فلزی - راوه بلاگ

دانشمندان مدت زیادی است که در حال مطالعه و آنالیز زمین هستند، با این حال هنوز چندین سوال بی پاسخ در خصوص سیاره ما به جای مانده است. اکنون دانشمندان موسسه فناوری فدرال زوریخ نظریه تازهی برای نحوه شکل گیری زمین مطرح نموده اند.

به گزارش تک اکسپلوریست، یک تیم تحقیقاتی بین المللی به رهبری موسسه فناوری فدرال زوریخ و مرکز ملی شایستگی در تحقیقات سیارات (NCCR PlanetS) پاسخ های تازهی در پاسخ به سوالات مربوط نحوه شکل گیری زمین ارائه نموده اند.

نظریه های عمومی نشان می دهند که زمین از سیارک های کندریتیک (chondritic) تشکیل شده است. این سیارک ها، بلوک های سنگی و فلزی نسبتا کوچک و ساده ای هستند که در ابتدای شکل گیری منظومه شمسی تشکیل شده اند.

با این وجود، مشکل این نظریه این است که هیچ مخلوطی از این کندریت ها نمی تواند ترکیبات دقیق زمین را شرح دهد و برخلاف انتظار زمین نسبت به این سیارک ها مقادیر کمتری از عناصر فرار و سبکی مانند هیدروژن و هلیوم در خود دارد.

در طول سال ها، نظریه های متعددی برای شرح این اختلاف ارائه شده است. به عنوان مثال، گفته می گردد که اجرامی که زمین را تشکیل داده اند، با یکدیگر برخورد نموده و گرمای فوق العاده ای فراوری نموده اند و به همین علت عناصر سبک تبخیر شده اند.

نویسنده اصلی این مطالعه، پائولو سوسی (Paolo Sossi)، پروفسور سیاره شناسی تجربی در موسسه فناوری فدرال زوریخ، می گوید: ایزوتوپ های یک عنصر شیمیایی همگی دارای تعداد پروتون یکسان، و تعداد نوترون های متفاوت هستند.

ایزوتوپ هایی که نوترون های کمتری دارند، سبک تر بوده و بنابراین فرارتر هستند. اگر نظریه تبخیر با گرمایش درست بود، امروزه ایزوتوپ های سبک کمتری نسبت به کندریت های اولیه روی زمین پیدا می کردیم. اما این چیزی است که مقدار گیری های ایزوتوپی نشان نمی دهند.

دانشمندان این مطالعه تازه در پی راه چاره دیگری بودند.

سوسی شرح می دهد: مدل های دینامیکی که با آن ها شکل گیری سیارات را شبیه سازی می کنیم، نشان می دهد که سیارات منظومه شمسی ما به تدریج شکل گرفته اند. ذرات کوچک در طول زمان با انباشته شدن مواد بیشتر و بیشتر به وسیله کشش گرانشی خود به سیاره هایی به مقدار یک کیلومتر تبدیل شدند.

سیاره های کوچک مانند کندریت ها، اجسام کوچکی از سنگ و فلز هستند. اما برخلاف کندریت ها، آن ها به مقدار ای گرم شده اند و به یک هسته فلزی و یک گوشته سنگی متمایز تبدیل شده اند.

علاوه بر این، سیاره هایی که در نواحی مختلفی اطراف خورشید جوان یا در زمان های مختلف تشکیل شده اند، می توانند ترکیبات شیمیایی بسیار متفاوتی داشته باشند. سوال این است که آیا ترکیب تصادفی سیاره های کوچک مختلف منجر به ایجاد ترکیبی می گردد که با ترکیبات زمین مطابقت داشته باشد یا خیر؟

دانشمندان برای یافتن پاسخ این سوال شبیه سازی هایی انجام دادند که در آن ده ها هزار سیاره کوچک در منظومه شمسی اولیه با هم برخورد می کردند.

این مدل ها به گونه ای ساخته شدند که امکان شبیه سازی تدریجی چهار سیاره سنگی، عطارد، زهره، زمین و مریخ را فراهم می کردند. شبیه سازی ها نشان می دهند که ترکیبات زمین ممکن است از ترکیب سیاره های کوچک متعدد حاصل شده باشد. علاوه بر این، محتمل ترین نتیجه آماری این مدل ها، به دست آمدن ترکیبات زمین است.

سوسی اعلام کرد: ما اکنون مکانیزمی داریم که نه تنها شکل گیری زمین را بهتر شرح می دهد، بلکه مرجعی برای شرح شکل گیری سایر سیارات سنگی است.

برای مثال می توان از این مکانیسم برای پیش بینی تفاوت های میان ترکیبات سیاره عطارد با سایر سیارات سنگی استفاده کرد یا به این سوال که چگونه سیارات فراخورشیدی سنگی سایر منظومه های خورشیدی شکل گرفته اند، پاسخ داد.