U skladu s magnetnom hipotezom, vjeruje se da se Sunčev sustav formirao procesom akrekcije. U osnovi, ovo je započelo kada je masivni oblak prašine i plina (aka Solarna maglica) doživio gravitacijski kolaps u njegovom središtu, rodivši Sunce. Preostala prašina i plin tada su se formirali u protoplanetarni disk oko Sunca, koji se postupno sjedinio u planete.
Međutim, ostalo je misterija o tome kako su se planeti razvili da bi se postali jasniji u njihovim sastavima. Srećom, nova studija tima istraživača sa Sveučilišta u Bristolu pristupila je toj temi sa svježom perspektivom. Ispitujući kombinaciju uzoraka Zemlje i meteorita, oni su osvijetlili kako su se planete poput Zemlje i Marsa formirale i razvijale.
Studija pod naslovom „Dokaz magnezijevih izotopa da akcesioni gubitak isparenja oblikuje planetarne sastave“ nedavno se pojavila u znanstvenom časopisu Priroda. Vodio Remco C. Hin, viši znanstveni suradnik sa Škole znanosti o Zemlji na Sveučilištu u Bristolu, tim je usporedio uzorke stijena sa Zemlje, Marsa i Asteroid Vesta kako bi usporedio razinu izotopa magnezija u njima.
Njihova je studija pokušala odgovoriti na ono što je bilo dugotrajno pitanje u znanstvenoj zajednici - tj. Jesu li planete oblikovale ovakve kakve su danas ili su vremenom stekle svoje karakteristične skladbe? Kako je dr. Remco Hin objasnio u priopćenju sa Sveučilišta u Bristolu:
„Pružili smo dokaze da se takav slijed događaja dogodio prilikom formiranja Zemlje i Marsa, koristeći visoko precizna mjerenja njihovih izotopskih sastava magnezija. Omjer izotopa magnezija mijenja se kao rezultat gubitka para silikatnih kiselina, koje preferirano sadrže lakše izotope. Na taj smo način procijenili da je više od 40 posto Zemljine mase izgubljeno tijekom njegove izgradnje. Ovaj posao na kauboju na izgradnji, kako je to opisao jedan moj koautor, također je bio odgovoran za stvaranje jedinstvene kompozicije na Zemlji.”
Da bi se razgradila, nakupina se sastoji od nakupina materijala koji se sudaraju sa susjednim skupinama kako bi tvorili veće predmete. Taj je postupak vrlo kaotičan, a materijal se često gubi i skuplja zbog ekstremne topline stvorene tim sudarima velike brzine. Vjeruje se da je ta toplina stvorila i oceane magme na planetima kako su se formirali, a da ne spominjemo privremene atmosfere isparene stijene.
Sve dok planeti ne postanu približno iste veličine kao Mars, njihova sila gravitacijskog privlačenja bila je preniska da bi se zadržala na tim atmosferama. I što se više sudara, sastav ove atmosfere i samih planeta bi se znatno promijenio. Kako su se znanstvenici nadali kako će se vremenom planete Zemlje, Merkur, Venera, Zemlja i Mars dobiti svoje trenutne, isparljivo siromašne kompozicije.
Na primjer, neki vjeruju da su trenutne kompozicije planeta rezultat određenih kombinacija plina i prašine u najranijim razdobljima formiranja planeta - tamo gdje su zemaljski planeti bogati silikatima / metalima, ali nestabilni, zbog kojih su elementi bili najbrojniji u blizini sunce. Drugi su naveli da je njihov trenutni sastav posljedica njihovog nasilnog rasta i sudara s drugim tijelima.
Kako bi rasvijetlili to, dr. Hin i njegovi suradnici analizirali su uzorke Zemlje, zajedno s meteoritima s Marsa i asteroidom Vesom koristeći novi analitički pristup. Ova je tehnika sposobna dobiti preciznija mjerenja izotopskih količina magnezija od bilo koje prethodne metode. Ova metoda je također pokazala da sva različita tijela - poput Zemlje, Marsa i Veste - imaju izotopički teže magnezijske sastave od kondritskih meteorita.
Iz toga su mogli izvući tri zaključka. Za jednu su otkrili da Zemlja, Mars i Vesta imaju različite izotopske obroke magnezija koji se ne mogu objasniti kondenzacijom iz Sunčeve maglice. Drugo, napomenuli su da je istraživanje teških izotopa magnezija otkrilo da su u svim slučajevima planete izgubile oko 40% svoje mase tokom perioda svog formiranja, nakon ponovljenih epizoda isparavanja.
I na kraju su utvrdili da proces akrekcije rezultira drugim kemijskim promjenama koje stvaraju jedinstvene kemijske karakteristike Zemlje. Ukratko, njihova studija pokazala je da Zemlja, Mars i Vesta doživljavaju značajne gubitke materijala nakon formiranja, što znači da su njihove osebujne kompozicije vjerojatno rezultat vremenskih sudara. Kao što je dr. Hin dodao:
„Naš rad mijenja naše poglede na to kako planete postižu svoje fizičke i kemijske karakteristike. Iako je ranije bilo poznato da je izgradnja planeta nasilni proces i da su sastavi planeta poput Zemlje različiti, nije bilo jasno da li su te značajke povezane. Sada pokazujemo da gubitak isparenja tijekom visokih energetskih sudara planetarne akrekcije ima dubok utjecaj na sastav planeta. "
Njihova studija je također ukazala da ovaj nasilni proces formiranja može biti karakterističan za planete općenito. Ovi nalazi nisu značajni samo kada je u pitanju formiranje Sunčevog sustava, već i izvan sunčevih planeta. Kada dođe vrijeme za istraživanje udaljenih zvjezdanih sustava, osebujni sastavi njihovih planeta mnogo će nam reći o uvjetima iz kojih su nastali i kako su nastali.
