Istantanea di una simulazione al computer di due pianeti (relativamente piccoli) in collisione tra loro. I colori mostrano come la roccia del corpo impattante (grigio scuro, al centro dell'area di impatto) confluisce nel corpo bersaglio (roccia; grigio chiaro), mentre parte della roccia nell'area dell'impatto è fusa (dal giallo al bianco) o vaporizzata (rossa). Credito:Philip J. Carter
Analizzando una miscela di campioni di terra e meteoriti, scienziati dell'Università di Bristol hanno gettato nuova luce sulla sequenza di eventi che hanno portato alla creazione dei pianeti Terra e Marte.
I pianeti crescono attraverso un processo di accrescimento - un graduale accumulo di materiale aggiuntivo - in cui si combinano in modo collisionale con i loro vicini.
Questo è spesso un processo caotico e il materiale viene perso oltre che guadagnato.
Enormi corpi planetari che impattano a diversi chilometri al secondo generano un notevole calore che, a sua volta, produce oceani di magma e atmosfere temporanee di roccia vaporizzata.
Prima che i pianeti raggiungano approssimativamente le dimensioni di Marte, L'attrazione gravitazionale è troppo debole per trattenere questa inclemente atmosfera di silicati.
La perdita ripetuta di questo involucro di vapore durante la continua crescita per collisione provoca un cambiamento sostanziale della composizione del pianeta.
Dr Remco Hin della School of Earth Sciences dell'Università di Bristol, ha condotto la ricerca che viene pubblicata oggi in Natura .
Ha detto:"Abbiamo fornito prove che una tale sequenza di eventi si è verificata nella formazione della Terra e di Marte, utilizzando misurazioni ad alta precisione delle loro composizioni isotopiche di magnesio.
"I rapporti degli isotopi di magnesio cambiano a causa della perdita di vapore di silicato, che contiene preferenzialmente gli isotopi più leggeri. In questo modo, abbiamo stimato che più del 40 per cento della massa della Terra è andato perduto durante la sua costruzione.
"Questo lavoro da cowboy, come lo ha descritto uno dei miei coautori, era anche responsabile della creazione della composizione unica della Terra".
La ricerca è stata condotta nel tentativo di risolvere un dibattito decennale nelle scienze della Terra e planetarie sull'origine di distintivi, composizioni povere volatili dei pianeti.
Questo è il risultato di processi che hanno agito nella miscela di gas e polvere nella nebulosa del primo sistema solare o è una conseguenza della loro crescita violenta?
I ricercatori hanno analizzato campioni della Terra insieme a meteoriti provenienti da Marte e dall'asteroide Vesta, utilizzando una nuova tecnica per ottenere misurazioni di qualità superiore (più accurate e più precise) dei rapporti degli isotopi di magnesio rispetto a quelle ottenute in precedenza.
I risultati principali sono tre:
Il dottor Hin ha aggiunto:"Il nostro lavoro cambia le nostre opinioni su come i pianeti raggiungono le loro caratteristiche fisiche e chimiche.
"Mentre in precedenza era noto che la costruzione di pianeti è un processo violento e che le composizioni di pianeti come la Terra sono distinte, non era chiaro che queste caratteristiche fossero collegate.
"Ora dimostriamo che la perdita di vapore durante le collisioni ad alta energia dell'accrescimento planetario ha un profondo effetto sulla composizione di un pianeta.
"Questo processo sembra comune alla costruzione del pianeta in generale, non solo per la Terra e Marte, ma per tutti i pianeti del nostro Sistema Solare e probabilmente oltre, ma le differenze nelle storie di collisione dei pianeti creeranno una diversità nelle loro composizioni".
