Najnowsze badania zawartości izotopów promieniotwórczych w ciałach niebieskich świadczą o tym, że planety Układu Słonecznego powstawały szybciej, niż sądzono. Wnioski takie przedstawiły dwie niezależne grupy uczonych w artykułach, opublikowanych w “Nature” z 29 sierpnia 2002 roku.

Nieco ogólnikowy model powstania Układu Słonecznego przyjmuje, że około 4,6 miliarda lat temu z międzygwiazdowego obłoku gazu i pyłu uformowało się Słońce, a wokół niego – niejako z resztek materii – ukształtowały się planety. W modelu tym sam proces powstawania planet wciąż jeszcze nie został dobrze opracowany. Naukowcy określili czas powstania planet za pomocą symulacji komputerowych, jednak nie do końca zgodziły się one z ocenami wieku ciał niebieskich, dokonywanymi poprzez badanie zawartości izotopów promieniotwórczych w próbkach materii planetarnej i meteorytowej.

Symulacje komputerowe wykazują, że planety skaliste mogły się uformować w ciągu 10-20 milionów lat po narodzinach Słońca. Natomiast geolodzy szacują ten okres na podstawie próbek skał na 60 milionów lat. Najnowsze badania wskazują jednak na to, że planetarne narodziny rzeczywiście mogły zachodzić szybciej, tak jak pokazują to symulacje komputerowe.

Dwa zespoły uczonych, pierwszy kierowany przez Qingzhu Yina z Uniwersytetu Harwarda, drugi przez T. Kleinego z Uniwersytetu w Munster (Niemcy), ustalały wiek ciał Układu Słonecznego, porównując zawartość hafnu (izotop 182) i wolframu 182. Te dwa izotopy są bardzo użyteczne w badaniach najwcześniejszej młodości planet, szczególnie okresu, kiedy formowały się ich jądra.

Ponieważ hafn pozostał w płaszczu planety, podczas gdy wolfram wędrował z żelazem do jej jądra, porównując zawartość tych izotopów we wnętrzu Ziemi z zawatrością w materii meteorytowej, której skład chemiczny w dobrym przybliżeniu może być uznawany za pierwotny skład materii, z której powstał Układ Słoneczny, naukowcy otrzymali zaskakujące rezultaty.

Wyniki tych badań sugerują, że jądra Ziemi i Marsa powstały najprawdopodobniej, odpowiednio, 29 i 13 milionów po uformowaniu się Słońca, czyli dwukrotnie szybciej niż dotąd przyjmowano.

Naukowcom udało się również rzucić nowe światło na hipotezy dotyczące narodzin Księżyca. W ogólnym zarysie ważną rolę odgrywa zderzenie się bardzo młodej Ziemi z ciałem wielkości Marsa. Jedna z hipotez utrzymuje, że Ziemia była podczas zderzenia w połowie uformowana, a na dodatek doświadczyła nie jednego, lecz podwójnego zderzenia z ciałem o masie dwukrotnie większej od masy Marsa. Druga hipoteza przyjmuje, że zderzenie z marsopodobnym obiektem było jedno, i to na dodatek w okresie, gdy Ziemia ukształtowała się już w 90 procentach. Uzyskany nowy, krótszy czas powstawania naszej planety faworyzuje model z podwójnym zderzeniem.

Autor

Zbigniew Artemiuk