Een recente studie van de Universiteit van Kopenhagen suggereert dat de Aarde en Mars, ondanks hun nabijheid in het zonnestelsel, op fundamenteel verschillende manieren zijn gevormd. Deze ontdekking biedt nieuwe inzichten in de evolutie van ons zonnestelsel en kan helpen bij de zoektocht naar bewoonbare exoplaneten.
Ongeveer 4,5 miljard jaar geleden ontstonden de Aarde en Mars in een roterende wolk van gas en stof, bekend als de neveltheorie. Hoewel wetenschappers al langer debatteren over de exacte wijze waarop rotsachtige planeten groeien, werpt nieuw onderzoek een licht op de specifieke paden die deze twee buren hebben gevolgd. Volgens universetoday.com wijst het bewijs op een hybride model, waarbij twee verschillende processen in variërende proporties een rol speelden.
Twee paden naar planeetvorming
In de planetaire wetenschap worden doorgaans twee hoofdhypotheses gehanteerd voor de vorming van planeten. De eerste is de botsing tussen grote rotsblokken, zogenaamde planetesimalen. De tweede is 'pebble accretion', waarbij grotere lichamen geleidelijk kleinere steenpartikels (pebbles) verzamelen.
Het onderzoek, geleid door professor Anders Johansen en assistent-professor Haiyang S. Wang van het Globe Institute aan de Universiteit van Kopenhagen, toont aan dat beide processen hebben plaatsgevonden, maar dat de verhouding tussen deze processen voor de Aarde en Mars sterk verschilde. Zo stelt scitechdaily.com dat minstens 75 procent van de massa van de Aarde afkomstig lijkt te zijn van twee jonge protoplaneten die groeiden door het verzamelen van kleine steenpartikels, terwijl planetesimalen slechts ongeveer 25 procent bijdroegen.
Voor Mars was de situatie omgekeerd. Volgens berichtgeving van rediff.com kwam het grootste deel van de massa van Mars voort uit planetesimalen, waarbij de accumulatie van kleine steenpartikels een veel kleinere rol speelde.
Chemische vingerafdrukken als bewijs
Om tot deze conclusies te komen, hanteerde het onderzoeksteam een innovatieve methode waarbij de chemische samenstelling van de korst en mantel van beide planeten werd geanalyseerd. De wetenschappers richtten zich specifiek op vluchtige elementen zoals kalium, zink en natrium. Deze elementen hebben een relatief laag smeltpunt en verdampen bij hoge temperaturen.
Professor Johansen legt in een verklaring via de Universiteit van Kopenhagen uit dat de samenstelling van de mantels van de Aarde en Mars na 4,5 miljard jaar nog steeds intact is. Deze chemische samenstelling fungeert als een soort 'afdruk' van het oorspronkelijke vormingsproces. Door deze data te combineren met geavanceerde statistische modellering, konden de onderzoekers reconstrueren welke scenario's het meest waarschijnlijk waren.
Implicaties voor de zoektocht naar leven
De bevinding dat twee planeten die zij aan zij in hetzelfde zonnestelsel zijn ontstaan, toch een totaal verschillende geschiedenis hebben, is volgens de onderzoekers verrassend. Deze ontdekking heeft bredere implicaties voor de astrobiologie. Volgens astrobiology.com kan dit inzicht wetenschappers helpen om beter te begrijpen of planeten in andere sterrenstelsels bewoonbaar zijn.
Het begrijpen van de verhouding tussen planetesimalen en pebble accretion kan namelijk onthullen hoe de basisvoorwaarden voor leven — zoals de aanwezigheid van bepaalde elementen en de structuur van de planeet — tot stand komen. De resultaten van de studie zijn officieel gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Astronomy.