Isotopiske ligheder set i materialer, der dannede Jorden, måne

Hvor kom de materialer, der udgør Jorden og månen fra – og hvornår ankom de?

De fleste videnskabelige modeller hævder, at Jorden er dannet gradvist ved tilføjelse fra et udvalg af måne- til Mars-størrelser, der havde en bred vifte af isotopiske egenskaber. Ny forskning offentliggjort 26. januar i Natur vedligeholder jorden, såvel som månen og visse meteoritter, blev dannet af materialer, der lignede mere, besidder næsten utydelige isotopiske egenskaber.

"Jorden ophobede sig fra et isotopisk homogent reservoir, sagde Nicolas Dauphas, Louis Block-professor i geofysiske videnskaber, undersøgelsens forfatter. "Med hensyn til farver, man kan sige, at den ikke var 'grøn' blå, rød, ' men snarere 'grøn, grøn, grøn.'"

Ved at analysere data for visse elementer, Dauphas var i stand til at tyde den isotopiske natur af det materiale, der dannede Jorden. Anomalier i elementerne gav "fingeraftryk" for at genskabe dannelsesprocessen, med til at etablere "genetiske bånd" mellem planetariske legemer og deres byggesten.

Dauphas brugte de isotopiske ligheder, han fandt i udvalgte elementer, til at registrere stadierne af Jordens dannelse. Kort efter jorden blev dannet for 4,5 milliarder år siden, og da dens kerne voksede, kernen tiltrak elementer, der havde stærke affiniteter til metal. Da kernedannelsen var næsten fuldført, imidlertid, sådanne elementer - efterhånden som de fortsatte med at ankomme fra rummet - blev overladt til at opholde sig i kappen.

Dette hjælper med at forklare alderen på dele af Jorden og den rolle, de spillede i dannelsen af ​​vores planet, sagde Dauphas. "For eksempel, Jeg kan fortælle dig, at mønten i din lomme med billedet af Jefferson på den ikke indeholder nikkel fra de første 60 procent af Jordens tilvækst, fordi kernen har opfanget det tidlige nikkel."

Ud over, Dauphas' forskning afslører, at en sjælden type udenjordisk materiale kendt som enstatitmeteoritter (opkaldt efter et mineral, de indeholder i overflod) udgjorde halvdelen af ​​de første 60 procent af Jorden. Efter det, 100 procent af resten af ​​Jorden blev dannet af enstatit-type impactorer.

"Før dette arbejde, Spørgsmålet om naturen af ​​Jordens tiltagende materiale gennem tiden var for det meste retorisk, " sagde Dauphas. "Ved at studere højpræcisionsmålinger, vi har vist, at jorden, månen og meteoritter med en høj koncentration af mineralet enstatit har næsten umulige isotopsammensætninger."

Månens dannelse

Fundene kaster lys over månens dannelse, hvilket har været svært at forklare ved hjælp af de simpleste modeller af Jordens dannelse. Sådanne modeller viser, at Jorden og månen blev dannet af forskellige materialer med forskellige isotopsammensætninger.

"Månen ligner isotopisk Jorden, " sagde Dauphas. "Derfor den gigantiske slagkraft, der ramte Jorden kort efter den blev skabt, derved danner månen, havde sandsynligvis en lignende isotopsammensætning som Jorden."

Dette arbejde viser også, at det materiale, der blev brugt til at lave Jorden, blev bestilt, sagde David Stevenson, Marvin L. Goldberger professor i planetarisk videnskab ved Caltech, som ikke var involveret i undersøgelsen. "Rækkefølgen var sådan, at Mars-masseprojektilet, der ramte Jorden og højst sandsynligt førte til dannelsen af ​​månen, lignede Jorden meget på det tidspunkt. Det gør det lettere at forstå, hvorfor Jorden og månen er så slående ens. -en lighed, der har været et stort puslespil i mere end et årti."

Dauphas' metode tilbyder "en elegant tilgang" til at finde de materialer, der udgjorde Jorden, konkluderede Stevenson.