Как новая теория формирования Земли меняет представление о рождении нашей планеты

«Каноническая» модель формирования Земли говорит о том, что около 4,5 миллиарда лет назад протопланетный диск из газа и пыли вокруг молодого Солнца постепенно «схлопнулся» в планетезимали (зародыши планет). Космические тела, пыль, газ сталкивались, укрупнялись, и в итоге возникли планеты Солнечной системы, в том числе и наша Земля. Однако в последние годы геохимия и моделирование развития Солнечной системы выявили нестыковки в общепринятой модели. Ученые из университетов Великобритании и США склоняются к новой модели, которая устраняет все нестыковки «канонической». Земля могла сформироваться не из одного, как предполагалось раньше, а из двух раздельных колец вещества, образовавшихся вокруг Солнца.

Два «источника» — одна планета

Суть гипотезы заключается в том, что на раннем этапе эволюции Солнечной системы вещество в протопланетном диске распределялось неравномерно. Сформировались два плотных кольца из пыли и газа. Внутреннее кольцо находилось ближе к Солнцу, внешнее — дальше от Солнца, примерно в области современной орбиты Марса.

Компьютерные модели, показывают, что эти кольца могли «эволюционировать» независимо друг от друга. Со временем фрагменты этих колец начали пересекаться, формируя более крупные тела — планеты. Земля в этой схеме является результатом «смешения материалов» из двух разных колец, каждое из которых имело собственный химический состав.

Главный аргумент в пользу новой теории — изотопный состав вещества земных пород. Исследования фиксируют различия в соотношении изотопов кислорода, титана и хрома в «составе» пород Земли и, например, Марса. Еще одним аргументом в пользу новой теории является неоднородный состав земных пород. Часть земных пород ближе по составу к внутренним областям Солнечной системы (первому кольцу), часть — к более удаленным (второму кольцу). Это трудно объяснить в рамках общепринятой модели единого «пылевого резервуара» из которого и образовались планеты. Зато «двухкольцевая» теория допускает естественное смешение разных типов вещества из разных колец.

Юпитер - «виновник» появления двух колец?

Вопрос. А что именно могло разделить единый диск на два кольца. Одна из наиболее обсуждаемых сегодня версий связана с ранней миграцией Юпитера. Согласно так называемой «Grand Tack» модели, Юпитер, во время своего формирования, сначала двигался к Солнцу, а затем изменил направление своего движения под влиянием Сатурна. Такое движение могло «вымести» часть вещества и создать гравитационные барьеры, разделяющие единый диск на две области с разной плотностью и разным составом вещества. В новой интерпретации эти области и становятся двумя теми самыми кольцами, из которых позже и сформируются планеты «земной группы».

На первый взгляд может показаться, что речь идет о не очень существенных деталях из далекого прошлого. Но на деле пересмотр теории формирования Земли влияет на более широкий круг вопросов — от появления воды на Земле до распределения тяжелых элементов в недрах планеты. Если Земля действительно «собрана» из разных колец протопланетного диска, это может объяснить, почему ее состав отличается от ближайших соседей и даже почему условия на ней оказались пригодными для возникновения жизни. Новая теория по сути своей не отменяет старую. Она просто уточняет ее детали. Земля остается «продуктом» аккреции, но сама среда, в которой происходил этот процесс, оказывается более сложной и неоднородной, чем считалось ранее. В этом смысле наша планета — не просто результат постепенного роста небесного тела путем гравитационного притяжения материи, а итог столкновения и смешения разных космических «потоков» — двух колец, образовавшихся вокруг Солнца.

Изображение в превью:
Автор: qwen.ai
Источник: chat.qwen.ai