Mars og Jorden har måske ikke været tidlige naboer

En undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Earth and Planetary Science Letters hævder, at Mars blev dannet i det, der i dag er Asteroidebæltet, cirka halvanden gang så langt fra solen som dens nuværende position, før de migrerer til sin nuværende placering.

Antagelsen har generelt været, at Mars blev dannet nær Jorden ud fra de samme byggesten, men den formodning rejser et stort spørgsmål:hvorfor er de to planeter så forskellige i sammensætning? Mars indeholder forskellige, lettere, silikater end Jorden, mere beslægtet med dem, der findes i meteoritter. I et forsøg på at forklare, hvorfor grundstofferne og isotoperne på Mars adskiller sig meget fra dem på Jorden, forskere fra Japan, USA og Storbritannien kørte simuleringer for at få indsigt i den røde planets bevægelse i solsystemet.

Selvom undersøgelsens simuleringer antydede, at den mest sandsynlige forklaring er, at Mars blev dannet nær Jorden, den model tager ikke højde for kompositionsforskellene mellem de to planeter. Dermed, forskere lagde særlig vægt på simuleringer i overensstemmelse med den såkaldte Grand Tack-model, hvilket tyder på, at Jupiter spillede en stor rolle i dannelsen og den endelige kredsløbsarkitektur af de indre planeter. Teorien hævder, at en nyligt etableret Jupiter pløjede en stor koncentration af masse mod solen, som bidrog til dannelsen af ​​Jorden og Venus, og samtidig skubbe materiale væk fra Mars, tegner sig for planetens lille masse (cirka 11 procent af Jordens) og forskellen mellem de to planeters sammensætning.

I Grand Tack-simuleringer, forskerne fik yderligere indsigt i Mars' dannelse. En lille procentdel af simuleringerne antydede, at Mars dannede sig meget længere fra solen, end den er nu, og at Jupiters tyngdekraft skubbede Mars til sin nuværende position.

Professor Stephen Mojzsis ved University of Colorado Geologiske Videnskaber, en medforfatter til undersøgelsen, er ikke bekymret over den lave sandsynlighed for, at dette scenarie finder sted.

"Lav sandsynlighed betyder en af ​​to ting:at vi ikke har en bedre fysisk mekanisme til at forklare Mars' dannelse eller i det enorme udvalg af muligheder endte vi med en, der er relativt sjælden, " han siger, bemærker, at sidstnævnte synes at være den bedste konklusion.

Mojzsis holder også sådanne udtryk i perspektiv. "Husk på, at sjældent er relativt, "når det kommer til rummet, han siger, og sjældne udfald sker. Hvad er chancerne for, at Jorden ville krydse kredsløb med asteroiden, der ramte Yucatan og gjorde dinosaurerne uddøde?

"Når der er tid nok, vi kan forvente disse begivenheder, " siger Mojzsis. "F.eks. du vil til sidst få dobbelte seksere, hvis du kaster terningerne nok gange. Sandsynligheden er 1/36 eller nogenlunde den samme, som vi får for vores simuleringer af Mars' dannelse."

En implikation af, at Mars dannes længere væk fra solen, er, at planeten ville have været koldere end oprindeligt antaget - måske for kold til flydende vand eller til at opretholde liv. Denne teori ser ud til at udfordre ideen om, at Mars engang var langt varmere og vådere, end den er nu. Mojzsis hævder, at der er masser af tid i Mars' tidlige historie til at det har været både koldere og længere væk, og til tider til at det har oplevet varme, våde perioder.

"Mars' dannelse i Asteroidebæltet fandt sted meget tidligt i Mars' historie, længe før skorpen stabiliserede sig og atmosfæren var etableret, " siger han. I et papir, han var medforfatter sidste år, Mojzsis konkluderer, at sent i Mars' planetdannelse blev den bombarderet af asteroider, der dannede planetens utallige kratere. Sådanne store nedslag kunne "smelte kryosfæren og Mars' skorpe for at fortætte Mars' atmosfære og genstarte den hydrologiske cyklus, " siger Mojzsis.

Mens mange videnskabsmænd begynder at omfavne ideen om planetarisk migration, undersøgelser som denne rejser yderligere spørgsmål vedrørende planeterne og deres historie. Hvad er Venus' sammensætning, og hvordan er den sammenlignet med Jordens? Bekræftelse af ligheder mellem Venus og Jorden ville indledningsvis understøtte ideen om, at i Grand Tack-teorien, Jupiter skubbede materiale ind i systemet for at danne Jorden og Venus. Det ville også understøtte forskernes teorier om dannelsen af ​​planeter i det indre solsystem, inklusive Mars. Imidlertid, manglen på prøver, selv meteoritter, fra Venus gør det svært at besvare det spørgsmål. NASA og det russiske rumagentur Roscosmos har foreslået den fælles Venera-D-mission, der ville sende en orbiter til Venus omkring 2025. hvilket kan give nogle fingerpeg om planetens sammensætning.

Mojzsis påpeger også, at et af de problemer, vi står over for, er at forsøge at forstå, hvordan de gigantiske planeter blev til. Jupiter, Saturn, Uranus, og Neptun kunne ikke have dannet sig, hvor de nu opholder sig, fordi det ydre solsystem tidligt ikke havde nok masse til at redegøre for disse gigantiske verdener, han siger.

Det kunne være, at de gigantiske planeter dannede sig tæt sammen og så senere flyttede sig væk under indflydelse af deres gravitationsinteraktioner. En sådan teori er ikke unik for vores solsystem. "Vi forstår ud fra direkte observationer via Kepler-rumteleskopet og tidligere undersøgelser, at gigantisk planetvandring er et normalt træk ved planetsystemer, " siger Mojzsis. "Kæmpe planetdannelse inducerer migration, og migration handler om tyngdekraft, og disse verdener påvirkede hinandens baner tidligt."

Mojzsis' seneste arbejde fokuserer også på, hvordan Jupiter endte i sin nuværende position, og hvordan dens dannelse svarer til spredningen af ​​gas og støv fra solens planetdannende skive. Lidt efter lidt, forskere er ved at få en større forståelse af solsystemets historie – og af arten af ​​planetarisk dannelse i vores galaktiske kvarter.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra NASAs Astrobiology Magazine. Udforsk Jorden og videre på www.astrobio.net.