Uit het onderzoek blijkt dat de aarde is ontstaan ​​uit droge, rotsachtige bouwstenen

Miljarden jaren geleden, in de gigantische schijf van stof, gas en rotsachtig materiaal die rond onze jonge zon cirkelde, combineerden steeds grotere lichamen zich om uiteindelijk de planeten, manen en asteroïden te creëren die we vandaag zien.

Wetenschappers proberen nog steeds de processen te begrijpen waardoor planeten, inclusief de onze, werden gevormd. Een manier waarop onderzoekers kunnen bestuderen hoe de aarde is gevormd, is door het magma te onderzoeken dat diep uit het binnenste van de planeet stroomt. De chemische kenmerken van deze monsters bevatten een verslag van wanneer en welke materialen samenkwamen om de aarde te vormen – vergelijkbaar met hoe fossielen ons aanwijzingen geven over het biologische verleden van de aarde.

Nu laat een studie van het California Institute of Technology zien dat de vroege aarde heet, droog materiaal ophoopte, wat suggereert dat het water van onze planeet – een belangrijk ingrediënt voor de ontwikkeling van leven – veel later in de formatie van de aarde moet zijn aangekomen.

De studie, waarbij een internationaal team van onderzoekers betrokken was, werd uitgevoerd in de laboratoria van François Tissot, assistent-professor geochemie en onderzoeker van het Heritage Medical Research Institute. en Yigang Zhang van de Chinese Academie van Wetenschappen. Een artikel met de titel “I/Pu onthult dat de aarde voornamelijk afkomstig is van arme uiteenlopende kleine planeten” verschijnt in het tijdschrift De wetenschap gaat vooruit. Caltech-afgestudeerde student Wei Liu is de eerste auteur van het artikel.

Hoewel mensen op geen enkele manier naar het binnenste van onze planeet kunnen reizen, kunnen rotsen diep in de aarde op natuurlijke wijze hun weg naar de oppervlakte vinden in de vorm van lava. Het ouderlijke magma van deze lava’s kan afkomstig zijn van verschillende diepten in de aarde, zoals de bovenmantel, die ongeveer 15 kilometer onder het oppervlak begint en zich uitstrekt over ongeveer 680 kilometer; Of de ondermantel, die zich uitstrekt van 680 kilometer diep tot aan de kern-mantelgrens op ongeveer 2900 kilometer onder onze voeten.

Net als het bemonsteren van verschillende lagen van een cake – glazuur, vulling en spons – kunnen wetenschappers magma bestuderen dat uit verschillende diepten komt om de verschillende “smaken” van de lagen van de aarde te begrijpen: de chemicaliën erin en hun verhoudingen ten opzichte van elkaar.

Omdat de vorming van de aarde niet onmiddellijk plaatsvond en in plaats daarvan de accumulatie van materiaal in de loop van de tijd betrof, geven monsters van de ondermantel en de bovenmantel verschillende aanwijzingen over wat er in de loop van de tijd gebeurde terwijl de aarde zich ophoopte.

In de nieuwe studie ontdekte het team dat de vroege aarde voornamelijk bestond uit droog, rotsachtig materiaal: chemische handtekeningen van diep in de planeet toonden geen aanwezigheid van zogenaamde vluchtige stoffen, gemakkelijk verdampende stoffen zoals water en jodium. Daarentegen onthulden monsters van de bovenmantel een groter aandeel vluchtige stoffen, drie keer zoveel als van de ondermantel.

Op basis van deze chemische verhoudingen creëerde Liu een model dat aantoonde dat de aarde is samengesteld uit hete, droge rotsachtige materialen en dat een grote toevoeging van vluchtige stoffen die essentieel zijn voor het leven, inclusief water, alleen plaatsvond tijdens de laatste 15% (of minder) van de vorming van de aarde.

De studie is een cruciale bijdrage aan theorieën over planetaire vorming, een veld dat de afgelopen decennia veel paradigmaverschuivingen heeft ondergaan en nog steeds wordt gekenmerkt door een krachtig wetenschappelijk debat. In deze context doet de nieuwe studie belangrijke voorspellingen over de aard van de bouwstenen van andere terrestrische planeten – Mercurius en Venus – die naar verwachting uit vergelijkbaar droog materiaal zijn gevormd.

“Ruimteverkenning naar exoplaneten is erg belangrijk omdat de waterwereld waarschijnlijk de beste plek is om naar buitenaards leven te zoeken”, zegt Tissot. “Maar het binnenste zonnestelsel mag niet worden vergeten. Er is al bijna 40 jaar geen missie geweest om het oppervlak van Venus aan te raken, en er is nog nooit een missie naar het oppervlak van Mercurius geweest. We moeten kunnen bestuderen die werelden om te begrijpen hoe terrestrische planeten zoals deze zijn ontstaan. “Aarde beter.”

Naast Liu en Tissot zijn de co-auteurs Zhang van de Chinese Academie van Wetenschappen. Guillaume Avice van de City University of Paris, Institute of Physics in the World, Parijs; Qilin Ye van de Chinese Academie van Wetenschappen; en koning Chu Yin van de Universiteit van Californië, Davis.