Pada tahun-tahun awal sistem suria, Bumi awal memerlukan lebih sedikit masa untuk dibentuk daripada yang kita fikirkan sebelumnya.
Menurut analisis baru isotop besi yang terdapat di meteorit, memerlukan sebahagian besar Bumi hanya 5 juta tahun untuk bersatu – beberapa kali lebih sedikit daripada model semasa.
Penyemakan ini merupakan sumbangan yang signifikan terhadap pemahaman kita tentang pembentukan planet ini, menunjukkan bahawa mekanisme dapat lebih bervariasi daripada yang kita fikirkan, bahkan antara planet dengan jenis yang sama yang terletak di kawasan yang sama – planet berbatu seperti Mars dan Bumi.
Anda tidak yakin 100% bagaimana planet terbentuk. Ahli astronomi mempunyai idea umum yang cukup bagus, tetapi butiran yang lebih baik … baik, mereka agak sukar untuk diperhatikan dalam tindakan.
Pukulan luas proses pembentukan planet dikaitkan dengan pembentukan bintang itu sendiri. Bintang terbentuk apabila gumpalan awan debu dan gas berkumpul di bawah graviti sendiri dan mula berputar. Ini menyebabkan debu dan gas di sekitarnya beredar di sekitarnya, seperti air yang beredar di sekitar longkang.
Semasa berputar, semua bahan ini membentuk cakera rata yang memberi makan kepada bintang yang sedang tumbuh. Tetapi tidak seluruh cakera akan diserap – apa yang tinggal disebut cakera protoplanet, dan ia terus membentuk planet; itulah sebabnya semua planet sistem suria terletak kira-kira pada satah rata mengelilingi matahari.
Ketika datang ke pembentukan planet, dipercayai bahawa zarah-zarah kecil debu dan batu di dalam cakera akan saling menempel secara elektrostatik. Kemudian, apabila mereka bertambah besar, begitu juga daya graviti mereka. Mereka mula menarik kelompok lain melalui interaksi dan perlanggaran secara rawak, ukurannya bertambah besar sehingga mereka menjadi seluruh planet.
Dipercayai bahawa untuk Bumi proses ini memakan masa puluhan juta tahun. Tetapi isotop besi di mantel Bumi, menurut para saintis dari University of Copenhagen di Denmark, menunjukkan sebaliknya.
Dalam komposisinya, Bumi berbeza dengan badan lain dalam sistem suria. Bumi, Bulan, Marikh, meteorit – semuanya mengandungi isotop besi seperti Fe-56 dan Fe-54 yang lebih ringan. Tetapi Bulan, Marikh dan kebanyakan meteorit mempunyai bilangan yang sama, sementara Bumi secara signifikan kurang Fe-54.
Satu-satunya badan kosmik lain yang mempunyai komposisi yang serupa dengan Bumi adalah jenis meteorit yang jarang disebut Cond chites. Perkara yang menarik mengenai meteorit ini ialah mereka mempunyai komposisi yang serupa dengan sistem suria secara keseluruhan.
Bayangkan jika anda mendapat semua ramuan untuk salad. Campurkan semuanya dalam satu periuk besar – ini adalah cakera protoplanet dan kemudian sistem suria. Tetapi jika anda menyebarkan ramuan anda ke dalam beberapa periuk kecil dengan bahagian yang berbeza dari setiap ramuan – sekarang anda mempunyai planet dan asteroid yang berasingan.
Apa yang menjadikan CI chondrites istimewa ialah, berdasarkan analogi ini, mereka seperti periuk kecil yang mengandungi bahagian awal ramuan. Oleh itu, memiliki salah satu batu kosmik di tangan seperti mempunyai mikrokosmos debu berpusing dalam cakera protoplanet pada awal sistem suria, 4.6 bilion tahun yang lalu.
Menurut model moden pembentukan planet, jika bahan hanya dicampur satu sama lain, kandungan zat besi di mantel Bumi akan mewakili campuran semua jenis meteorit dengan kandungan Fe-54 yang lebih tinggi.
Fakta bahawa komposisi planet kita hanya sebanding dengan CI-chondrites menunjukkan model pembentukan yang berbeza. Daripada menumpuk, para penyelidik percaya inti besi Bumi terbentuk lebih awal dalam hujan debu kosmik – proses yang lebih pantas daripada penambahan batuan yang lebih besar. Selama ini, teras besi terbentuk.
Kemudian, ketika sistem suria menjadi sejuk, setelah beberapa ratus ribu tahun pertama, debu CI dari ujung jauh dapat berpindah ke dalam, ke tempat Bumi terbentuk. Ia tersebar di seluruh Bumi.
Para penyelidik menyimpulkan bahawa sejak pembentukan cakera protoplanet – dan sejumlah besar debu di dalamnya yang mungkin jatuh ke Bumi – hanya bertahan sekitar 5 juta tahun, Bumi pasti bertambah dalam jangka masa ini, para penyelidik menyimpulkan.
“Ini menambahkan debu CI yang mencetak komposisi besi di mantel Bumi, yang hanya mungkin dilakukan jika kebanyakan besi sebelumnya sudah berada di inti,” jelas ahli geologi Martin Schiller dari University of Copenhagen.
Ini bukan sahaja memperluas pemahaman kita tentang pembentukan planet, tetapi juga dapat mempengaruhi pemahaman kita tentang kehidupan di alam semesta. Ada kemungkinan bahawa pembentukan planet semacam ini adalah prasyarat untuk keadaan yang kondusif untuk kehidupan.
“Kami sekarang tahu bahawa pembentukan planet berlaku di mana-mana. Kami mempunyai mekanisme yang sama yang berfungsi dan membuat sistem planet. Apabila kita memahami mekanisme ini dalam sistem suria kita sendiri, kita dapat membuat kesimpulan yang serupa mengenai sistem planet lain di galaksi, 'kata ahli kosmokimia Martin Bizzarro dari University of Copenhagen.
Kajian itu diterbitkan dalam jurnal Science Advances.
Sumber: Foto: NASA / JPL
