الملخص:
منذ حوالي 4.5 مليار سنة، ولدت الأرض والمريخ معًا من سحب من الغاز والغبار تدور حول الشمس الفتية. ومع ذلك، أظهرت دراسة جديدة أنه على الرغم من أن الكوكبين المتجاورين تشكلا في نفس النظام الشمسي، إلا أنهما ربما مرا بعمليات نمو مختلفة تمامًا.
اقترحت هذه الدراسة التي أجراها فريق بحث من جامعة كوبنهاجن في الدنمارك أن الأرض والمريخ لم يتشكلا من خلال نفس النسبة من آليات تراكم المواد، بل اعتمدا على "وصفات مواد خام" مختلفة أثناء عملية نمو الكوكب. ونشرت نتائج البحث في مجلة علم الفلك الطبيعي.
وقال أندرس يوهانسن، أحد قادة الدراسة والأستاذ في معهد الدراسات العالمية بجامعة كوبنهاجن، إن النتيجة الأكثر إثارة للدهشة هي أن الأرض والمريخ يبدو أنهما اعتمدا أنماطًا مختلفة للتكوين. ومن البديهي أن يكون لكوكبين تشكلا في نفس النظام الشمسي وفي مناطق متجاورة تاريخ نمو أكثر تشابها.
في الوقت الحاضر، يعتقد مجتمع علوم الكواكب عمومًا أن الكواكب الصخرية تتشكل بشكل أساسي بطريقتين. إحداها هي عملية تسمى "تصادم الأجسام الكوكبية"، حيث تستمر الأجسام الصخرية الكبيرة في التصادم والاندماج؛ والآخر هو "تراكم الحصى"، حيث تستمر الأجسام الأكبر في التقاط عدد كبير من الجزيئات الأصغر حجمًا وتنمو تدريجيًا. تعتقد العديد من الدراسات أن الوضع الحقيقي قد يكون نتيجة مزيج من آليتين.
يدعم البحث الجديد هذا النموذج الهجين، لكنه يشير إلى أن الأرض والمريخ يعتمدان بشكل مختلف بشكل كبير على الآليتين.
وقال وانغ هاييانغ، المؤلف الأول للدراسة والأستاذ المساعد في جامعة كوبنهاغن، إن نتائج البحث تظهر أن 75% على الأقل من كتلة الأرض تأتي من كوكبين أوليين صغيرين، وهذه الكواكب الأولية تنمو وتنمو بشكل أساسي من خلال تراكم عدد كبير من جزيئات "الحصى" الصغيرة. تساهم اصطدامات الكواكب بحوالي 25% من الكتلة المتبقية للأرض.
في المقابل، يظهر مسار تكوين المريخ اتجاها معاكسا تقريبا. ويقدر فريق البحث أن حوالي 75% من كتلة المريخ تأتي من اصطدام واندماج أجسام الكواكب الصغيرة، في حين أن مساهمة تراكم الحصى لا تمثل سوى حوالي الربع.
لإعادة بناء تاريخ التكوين منذ مليارات السنين، لم يعتمد فريق البحث على عمليات المحاكاة الديناميكية الفلكية التقليدية، ولكنه بحث عن أدلة في التوقيعات الكيميائية التي تحتفظ بها الأرض والمريخ اليوم.
وركز الباحثون على تحليل العناصر المتطايرة في القشرة والغطاء للكوكبين، بما في ذلك الصوديوم والزنك والبوتاسيوم. وتتبخر هذه العناصر بسهولة عند درجات الحرارة المرتفعة، لذا فإن مستوياتها الحالية تعكس تاريخ التسخين والتطور للكوكب أثناء تكوينه.
قام الفريق بعد ذلك بمقارنة هذه التوقيعات الكيميائية مع عمليات المحاكاة الحاسوبية لاختبار ما إذا كانت نماذج التكوين المختلفة يمكنها إعادة إنتاج توزيع العناصر التي تمت ملاحظتها اليوم.
وقال جونسون إن هذا العمل هو في الأساس "تحقيق بوليسي كوني" يمتد على مدى 4.5 مليار سنة. على الرغم من أن معظم الأدلة الأصلية قد اختفت منذ فترة طويلة، إلا أن التركيب الكيميائي لعباءات الأرض والمريخ لا يزال يحتفظ بآثار تكوينها ويمكن اعتباره "بصمات" لعمليات التطور المبكرة.
وأشار الباحثون إلى أنه لا تزال هناك بعض الشكوك في النموذج الحالي، لأن المجتمع العلمي لا يعرف بعد التركيب الدقيق لجميع المواد الأصلية في المراحل الأولى من تكوين النظام الشمسي. ولكن حتى عند اختبارها في ظل افتراضات مختلفة، تشير النتائج مرارا وتكرارا إلى نفس الاستنتاج: من المحتمل أن الأرض والمريخ اتبعا مسارات نمو مختلفة.
يعتقد فريق البحث أن هذا الاكتشاف لا يساعد فقط في تفسير سبب وجود اختلافات كبيرة بين الكواكب في النظام الشمسي، ولكنه قد يوفر أيضًا مرجعًا مهمًا لدراسة الكواكب الصخرية حول النجوم الأخرى. من خلال فهم كيفية تشكيل آليات التكوين المختلفة لبنية الكواكب وتكوينها، قد يتمكن العلماء من تحديد أكثر دقة في المستقبل أي الكواكب الخارجية لديها إمكانات تطورية شبيهة بالأرض وما إذا كانت لديها الظروف اللازمة لدعم الحياة.
التعليقات