Gezegen bilimindeki temel sorunlardan biri, iç güneş sistemindeki gezegen gövdelerinin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini belirlemeye çalışmaktır. Yeni bir bilgisayar modeli, bazılarının Pluto ve Eris gibi büyük Kuiper Kemer Nesneleri kadar büyük olan büyük nesnelerin, gezegensel oluşumun son aşamalarında Dünya, Ay ve Mars'ı sarsarak gezegen yüzeylerine ağır metaller getirdiğini ileri sürüyor. NASA Lunar Science Institute'dan çeşitli araştırmacılar tarafından oluşturulan bu model, Güneş Sisteminde dünyanın metal sevenleri, altın ve platin gibi elementleri mantoda nasıl tutabileceği, Ay aslında ıslak olabilir ve asteroitlerin boyutlarındaki garip dağılım.
Araştırma ekibine liderlik eden Güneybatı Araştırma Enstitüsü'nden Bill Bottke, “Gezegensel oluşumun son aşamalarında neler olduğuna dair kanıtların çoğu zaman içinde silinmiştir” dedi. “Bu dünyalarda izlediğimiz yol oldukça soğuk ve sahip olduğumuz şeylerden daha fazla bilgi kazabilmek ve bazı uzun süredir devam eden sorunlara cevap verebilmek oldukça heyecan verici.”
Bottke, Space Magazine'e bu yeni modelin “ilk bakışta göründüğü kadar karmaşık olmadığını” anlattığı hikayeyi anlattı. “Birlikte birçok kavram içeriyor ve bazı kavramlar bir süredir var.”
Bottke ve ekibi sonuçlarını dergide yayınladı Bilim.
Araştırmacılar, Ay'ımızın erken Dünya ve başka bir Mars boyutlu gezegensel beden arasındaki dev bir etkiyle nasıl yaratıldığına dair yaygın kabul gören teori ile başladılar. Bottke, “Bu, dünyanın muhtemelen geçirdiği en travmatik olaydı ve muhtemelen Dünya ve Ay'ın her ikisinin de çekirdeklerini oluşturduğu zamandı” dedi.
Ağır demir iki cismin ortasına düştü ve yüksek derecede yanrofil veya metal seven denilen, renyum, osmiyum platin, paladyum ve altın gibi elementler, demir ve diğer metalleri daha sonra çekirdeğe kadar takip etmeliydi. bu oluşumların kayalık kabuklarını ve mantolarını bu elementlerden uzak bırakarak
Bottke, “Bu elementler metali takip etmeyi çok seviyor,” dedi. “Eğer metal çekirdeğe süzülüyorsa, bu elementler onlarla birlikte süzülmek isterler. Yani bu doğruysa, mantodan türetilen kayaların neredeyse hiç yüksek yanrofil elemente, belki 10 eksi 5. seviyeye sahip olmasını bekleriz. Ama şaşırtıcı bir şekilde, gördüğümüz bu değil. Beklediğimizle karşılaştırıldığında, 200.000'den daha az bir faktörle sadece 100 binden daha az bir faktör. ”
Bottke, bu sorunun 1970'lerden beri tartışıldığı ve sorunun nasıl cevaplanacağı konusunda çeşitli önerilerle tartışıldığını söyledi.
“En uygun cevap, Ay oluşturma etkisi gerçekleştikten sonra, gezegenin oluşumunun son aşamalarında Dünya'ya çarpan başka şeyler, daha küçük nesneler ve bu küçük nesnelerin bu unsurları doldurması ve bize bolluğu vermesidir. bugün bakın. Geç toplanma olarak adlandırdığımız şey budur ”dedi.
Ay'da da aynı şey oluyordu. Ancak bu senaryoda bir sorun vardı. Bu elementlerin Dünya'daki Ay'daki kayalara kıyasla oranı yaklaşık 1000 ila 1'dir.
“Dünyanın kütleçekimsel kesiti Ay'ınkinden yaklaşık 20 kat daha fazladır,” dedi Bottke, “Yani Ay'a çarpan her nesne için, yaklaşık yirmi Dünya'ya çarpmış olmalı. Ve geç toplanma bu elementleri verdiyse, yaklaşık 20 ila 1 oranınız olmalıdır. Ama gördüğümüz bu değil - 1000'e 1 oranını görüyoruz. ”
Gezegensel bir dinamist olan Bottke, bunu SWRI'dan meslektaşı David Nesvorny ve ayrıca Maryland Üniversitesi'nden Richard Walker, Maryland Üniversitesi'nden James Day ve Maryland Üniversitesi'nden Linda Elkins-Tanton gibi jeofizik-jeokimyasal modelcilerle tartıştı. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü.
Cevap vermiş gibi görünen bir bilgisayar modeli buldular.
Bottke, “Bu nesnelerle rulet oynayarak Dünya'nın Ay'ın asla göremeyeceği devasa çarpanlardan etkilendiğini buldum” dedi. “Bu sonuç, gezegen oluşum döneminin sonunda Dünya'ya ve Ay'a isabet eden şeylere çok büyük nesnelerin hakim olduğunu gösteriyor.”
Model, Dünya üzerindeki geç çarpma tertibatlarının en büyüğünün 2,400 - 3,200 km (1,500-2,000 mil) çapında, Ay için olanların yaklaşık 240 - 320 km'de olduğunu tahmin etti.
Bottke bunu “sevimli” bir sonuç olarak nitelendirdi - ancak daha fazla destekleyici kanıt gerekiyordu. Böylece, gezegenleri inşa eden şeylerin, iç asteroit kuşağının hayatta kalan son nüfusuna bir göz attılar. “Ceres, Vesta ve Pallas gibi büyük asteroitler buluyorsunuz” dedi Bottke, 500 ila 900 km'de büyük olanlar var, ancak bir sonraki en büyük asteroitleriniz sadece yaklaşık 250 km. Bu, modelimizde ortaya çıkan boyutlarla eşleşti ve bu bölgede “arasında” boyutlarda asteroit gözlenmedi.
Daha sonra, büyük olasılıkla gezegenin oluştuğu günlerden kalan çok büyük darbe havzalarına sahip olan Mars'a baktılar, bu kadar büyük olan Borealis Havzası da dahil olmak üzere, kuzey ve güney yarımkürelerdeki farklılıkları açıklıyor. Kızıl Gezegen.
“Bu çarpma havzalarını yaratacak olan çarpma tertibatlarının büyüklüğüne baktık ve tahmin ettik ve boyut dağılımının Dünya ve Ay için öngörülene ve iç asteroit kuşağında bulunanlara çok benzediğini gördük.
Yani tüm bunlar birlikte - teorik temel, Dünya ve Ay'daki elementlerden gözlemsel kanıtlar ve Mars üzerindeki etkiler toplu olarak nesnelerin boyutlarının gezegen oluşumunun sonuna doğru dağılımı hakkında bir şeyler söylüyor.
Peki etkileri nelerdir?
Bottke, “O zaman Dünya'ya, Ay'a ve Mars'a neyin çarptığını tahmin edebiliriz ve yüzeylerde gördüğümüzle aynı çizgide olurlar” dedi. “Mars'ta Mars'ı vurması gereken en büyük mermilerin ne olduğuna dair bir oyun oynayabiliriz ve Mars'ta oluşan ve aynı zamanda orada gördüğümüz elementlerin bolluğunu üreten büyük havzanın boyutuyla iyi eşleşir.”
Bottke, "Ay için en büyük çarpma tertibatı, güney kutbu Aiken havzasının büyüklüğünde olan 250-300 km olurdu." “Dünya için, bu büyük etkenler bu etkilerin bazılarının neden Dünya'ya çarpmayı başardığını ve tüm elementlerin Dünya'nın çekirdeğine gitmediğini açıklıyor.”
Bottke, komplikasyonlara ek olarak, en büyük etkilerin bazılarının Dünya'da sürülmüş olabileceğini ve aslında diğer tarafın - çok parçalı bir durumda - ortaya çıkabileceğini ve Dünya'ya geri yağabileceğini söyledi. “Bu doğruysa, bu, parçaları Dünya'nın her tarafına yaymanın bir yolunu sunar,” dedi, “ama enkazın gezegensel beden etrafında nasıl yeniden dağıtıldığı gerçekten ilginç bir soru. Bu kısım çok daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyuyor ve şu anda sayısal olarak yapabileceğimiz şeyin en uç noktasında. ”
Ayın iç kısmındaki suya gelince - bir zamanlar kuru olduğu düşünülüyordu, ancak son örnek ölçümleri, ancak ay mantosundaki su içeriğinin milyarda 200 ila birkaç bin arasında olduğunu gösteriyor - Bottke'nin modeli de bunu ele alabilir konu.
"Eğer doğruysa," kendi makalesinde şöyle yazıyor: "Ay'ın SEÇ'lerinin çoğunu teslim eden aynı merminin de ona su vermiş olması mümkündür. sıcak ve büyük ölçüde buharlaşan protolunar diskten dev sonrası Dünya'dan büyüyen bir Ay'a kadar. ”
Küçük mermilerin neden Dünya'ya kıyasla aya vurduğuna gelince, Bottke bunun sadece bir sayı oyunu olduğunu söyledi. “Belli sayıda büyük şey, orta boy şey ve küçük şey olan bir nüfusla başlıyoruz” dedi. “Ve bu popülasyondan rastgele mermiler seçiyoruz ve Ay'a çarpan her büyük adam için 20 Dünya'ya çarptı. Ve bu oyunu oynuyoruz ve mermi sayısı sınırlıysa, Ay bu popülasyondan sadece bir veya iki kez vurulursa, Dünya 20-30 kez vurulur, bu bize vermek için yeterlidir - çoğu durumda - ne görüyoruz. ”
Bottke, bu araştırmanın ona jeokimyacılar ile çalışma şansı verdiğini söyledi: “söylenecek her türlü ilginç şeyleri olan ve gezegen oluşumunu getiren süreçleri kısıtlamaya yardımcı olan. Sorun, bazen harika bilgilere sahip olmaları, ancak çalışabilecek dinamik bir süreçleri olmamasıdır. Bu yüzden birlikte çalışarak ilginç sonuçlar elde edebildiğimizi düşünüyorum. ”
Bottke, “Benim için en heyecan verici şey, Dünya, Ay ve Mars'ta sahip olduğumuz bu bollukları, gezegen oluşumu hakkındaki hikayeyi gerçekten anlatmak için kullanabilmemiz gerektiğidir” dedi.
Kaynaklar: Bilim, Bottke ile telefon görüşmesi
