Bild ETH Zürich (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) son visar ungefär hur jordens bildning i vårt solsystem kan ha sett ut. Uppkomsten av två planeter (ljusbruna prickar) i en protoplanetär skiva runt den unga stjärnan WISPIT 2. (Bild: ESO / C. Lawlor, R. F. van Capelleveen m.fl. / Creative Commons BY
Forskare har länge debatterat varifrån materialet
som bildade vår jord kom. Trots dess läge i det inre solsystemet anser de
det sannolikt att 6–40 procent av detta material måste ha kommit från det yttre
solsystemet. Det vill säga bortom Jupiters bana.
Under lång tid ansågs material från det yttre
solsystemet nödvändigt för att flyktiga komponenter som vatten skulle nå jorden. Följaktligen måste det ha skett ett utbyte av material mellan det
yttre och inre solsystemet under jordens bildande. Men är det verkligen sant? Planetforskarna Paolo Sossi och Dan Bower från ETH Zürich jämförde befintlig data om isotopförhållandena för ett brett spektrum av meteoriter, inklusive de
från Mars och asteroiden Vesta med jordens. Isotoper är syskonatomer av samma
grundämne (samma antal protoner men olika antal neutroner) som har olika massa.
Forskarna analyserade dessa data på ett nytt sätt
och kom fram till en överraskande slutsats: materialet som utgör jorden kommer
helt från solsystemets inre region.
Material från det yttre solsystemet, däremot, står
sannolikt för mindre än två procent av jordens massa, eller ens ingenting alls.
Den motsvarande studien har nyligen publicerats i tidskriften Nature Astronomy.
"Våra beräkningar gör det tydligt jordens
byggmaterial kommer från en enda materialreservoar,"beskriver Sossi. Hans
kollega Bower tillägger: "Vi blev verkligen förvånade över att jorden helt
består av material från det inre solsystemet skiljt från någon kombination av
befintliga meteoriter."
För sin studie använde ETH-forskarna befintliga data
om tio olika isotopiska system från meteoriter och analyserade dem med en
specialiserad statistisk metod. Tidigare studier har mestadels betraktat endast
två isotopsystem.
"Våra studier är faktiskt datavetenskapliga experiment," beskriver Sossi. 'Vi utförde statistiska beräkningar som sällan används inom geokemi trots att de är ett kraftfullt verktyg. Men varför finns det två distinkta materialreservoarer i vårt solsystem?
Forskare antar att vårt
solsystem delades upp i två reservoarer under dess bildning på grund av
Jupiters snabba tillväxt och storlek. Gasjättens gravitation rev upp en lucka i
den protoplanetära skivan som kretsar kring den unga solen. Dessa skivor är ringformade
och består av gas och damm; De är planeternas födelseplats. Jupiter förhindrade
material från det yttre solsystemet från att komma in i den inre regionen. Men
i vilken utsträckning denna barriär var genomsläpplig var fortfarande oklart
fram till nu.
I sin nya analys visar de två ETH-forskarna att
nästan inget material från bortom Jupiter flödade mot jorden. "Våra
beräkningar är mycket robusta och bygger enbart på själva datan inte på
fysiska antaganden eftersom dessa ännu inte är helt förstådda," betonar
Bower. Analysen visar också att jordens materialsammansättning liknar den hos
Vesta och Mars.Forskarna misstänker att Venus och Merkurius ligger på
samma linje. "Baserat på vår analys kan vi teoretiskt förutsäga
sammansättningen av dessa två planeter," beskriver Paolo Sossi. Han kan dock
inte verifiera detta analytiskt eftersom inga stenprover från Merkurius och
Venus, som är de två innersta planeterna i solsystemet, för närvarande finns
tillgängliga för forskarna.
