Wetenschappers hebben een controversiële theorie over hoe en hoe snel de aarde is ontstaan

in Er is een nieuwe studie verschenen In Nature deze week melden onderzoekers dat de aarde zich in slechts 3 miljoen jaar heeft gevormd. Dit is aanzienlijk sneller dan eerdere schattingen die de tijdlijn op 100 miljoen jaar zetten.

Miljoenen jaren lijken misschien niet snel voor gewone stervelingen, maar op astronomische schaal zijn ze ongelooflijk snel. Gedurende de 4,6 miljard jaar dat ons zonnestelsel bestaat, is 3 miljoen jaar een oogwenk. Dit is het equivalent van minder dan een minuut in een dag van 24 uur. (Als de aarde zich gedurende tientallen miljoenen jaren had gevormd, zou dat het equivalent zijn van 5 tot 15 minuten per dag.)

“Planeten kunnen in slechts een paar miljoen jaar van hun kindertijd tot de grootte van de aarde en Mars gaan, wat echt heel snel is in vergelijking met de honderden miljoenen jaren die eerder werden gedacht”, zegt Isaac Onit, hoofdauteur van de studie. en Ph.D. kandidaat aan de Universiteit van Kopenhagen. “We kunnen ook verwachten dat als andere planeten zouden worden gevormd … door hetzelfde mechanisme, de ingrediënten die nodig zijn voor leven, zoals water, aanwezig zouden moeten zijn op andere planeten en andere systemen, dus er is een grotere kans dat er elders waterwerelden bestaan in de melkweg.”

De auteurs beweren dat deze snelle vorming plaatsvond door een theorie die galsteenaanwas wordt genoemd. Het algemene idee, volgens co-auteur en kosmochemicus Martin Pizarro, is dat planeten worden geboren in een schijf van stof en gas. Wanneer het een bepaalde grootte bereikt, trekt het die kiezels snel aan als een stofzuiger. Sommige van deze kiezelstenen zijn ijzig en zouden de watervoorziening van de aarde kunnen leveren, zo wordt aangenomen Kiezel sneeuw. Dit zou hebben geresulteerd in een vroege versie van onze planeet, bekend als Proto-Earth, ongeveer half zo groot als onze huidige planeet. (Ons huidige beeld van de aarde is waarschijnlijk gevormd na een grotere inslag ongeveer 100 miljoen jaar later, wat ook leidde tot de vorming van onze maan.)

Deze grindaanwastheorie van de vorming van de aarde is echter controversieel.

Wetenschappers zijn het erover eens dat deze theorie de vorming van gasreuzen in ons zonnestelsel verklaart, zoals Jupiter en Saturnus – de opeenhoping van grind is de enige manier voor een gigantische planeet om snel genoeg te groeien voordat zijn planetaire schijf verdwijnt. Maar ze worden betwist ten opzichte van hun terrestrische tegenhangers. anderen Hij wees op de problemen Waar kwamen de kiezelstenen vandaan rond de planeet of waarom de planeten niet groter zijn.

De meest algemeen aanvaarde theorie, zegt Onit, is dat terrestrische planeten, zoals de aarde, zijn ontstaan ​​door een reeks botsingen van asteroïden die steeds groter en groter werden. Dit proces betekent dat de vorming van de aarde ongeveer 100 miljoen jaar of langer duurde. In dit mechanisme kan de aanwezigheid van water op aarde een geluk zijn geweest, misschien getransporteerd door een asteroïde of komeet.

Co-auteur Martin Schiller zei dat hij en zijn collega’s willen dat anderen opnieuw nadenken over hoe terrestrische planeten zijn ontstaan. “Ja, natuurlijk zijn kiezels overal verkrijgbaar. Natuurlijk zullen aardse planeten ook groeien door kiezels op te hopen”, zegt Schiller, kosmochemicus aan de Universiteit van Kopenhagen.

Pizarro voegde eraan toe dat deze studie het “sterkste bewijs” levert dat terrestrische planeten zijn gevormd door de opeenhoping van grind.

Het team bepaalde de tijdschaal van de vorming van de aarde door te kijken naar siliciumisotopen van meer dan 60 meteorieten en planetaire lichamen in de buurt van de aarde, die het puin vertegenwoordigen dat achterbleef nadat de planeet was gevormd. Silicium is een belangrijk onderdeel van gesteenten en een essentiële bouwsteen voor de planeet, vergelijkbaar met koolstof voor het leven. Omdat ze zo overvloedig aanwezig zijn in het universum, worden ze gemakkelijk en algemeen geproduceerd en kunnen ze dienen als een goede volger voor planetaire formaties.

Door de samenstelling van silicium in monsters van verschillende leeftijden te analyseren, zei Onyett dat ze een tijdlijn kunnen samenstellen van wat er in de stofschijf gebeurde voordat de aarde werd gevormd. Ze ontdekten dat naarmate de monsters ouder werden, de samenstelling van de asteroïden veranderde in de richting van de vorming van kosmisch stof dat door de aarde werd opgehoopt.

“Dit is een zeer sterk bewijs dat dit stof ook werd opgeveegd toen het naar binnen dreef in de richting van de zon,” zei Onyet. “Het zou door de aarde zijn weggevaagd omdat het in opeenhoping groeide.”

Berger Schmitz, een astronoom aan de Universiteit van Lund die niet betrokken was bij het onderzoek, zei dat de bevindingen “zeer overtuigend” zijn en de manier waarop we denken over de vorming van onze planeet kunnen veranderen.

“Als deze verklaringen kloppen (wat ik denk dat ze zullen doen), betekent dit een grote paradigmaverschuiving in ons begrip van de vorming van de aarde”, schreef Schmitz, een onderzoeksmedewerker bij het Chicago Field Museum, in een e-mail. Paradigmaverschuivingen komen altijd als grote verrassingen…wat hebben we het zo lang bij het verkeerde eind gehad!

Wat nog belangrijker is, zei hij, is dat de bevindingen aantonen dat er niets bijzonders is aan onze watervoerende planeet. “Het is gewoon een heel gewone planeet in onze melkweg. Dit is belangrijk in onze pogingen om te begrijpen hoe veel hogere levensvormen in het universum voorkomen.”

Het nieuwe onderzoek leverde een fascinerende analyse op van de isotopensamenstelling van silicium in veel planetaire materialen, zei radio-isotopenkosmoloog François Tissot, die niet bij het onderzoek betrokken was. Maar hij weet niet zeker of de opbouw van gruis de eenvoudigste verklaring is voor de trends in de siliciumgegevens. Hij zei dat aanvullende analyse nodig was om na te gaan hoe de nieuwe Si-isotoopgegevens wel of niet pasten in andere modellen.

“Dit zijn echter opwindende resultaten die grote nieuwe beperkingen zullen opleveren voor ons begrip van de vorming van de aarde”, zei Tissot van het California Institute of Technology. “Het is een spannende tijd voor de gemeenschap en een onmiskenbare stap voorwaarts.”