ახალი კვლევის მიხდვით ირკვევა, რომ დაახლოებით ოთხი მილიარდი წლის წინ მარსზე მომხდარი გიგანტური შეჯახება კარგად ხსნის „რკინის მოყვარული“ ელემენტების უჩვეულო ოდენობას წითელ პლანეტაზე.
პლანეტების წარმოქმნა იწყება მტვრის პატარა მარცვლების ერთმანეთთან შეერთებითა და შედარებით დიდი სხეულების გაჩენით, რომლებსაც „პლანეტოშენადედებს“ უწოდებენ. ამის შემდეგ, ეს პლანეტოშენადედები ერთმანეთთან შეჯახებას განაგრძობენ, რა დროსაც მათ ნაწილს ან მზე სანსლავს, ან წარმოიქმნება პლანეტა.
თუმცა, ამბავი აქ არ სრულდება. წარმოქმნიდან დიდი ხნის განმავლობაში, პლანეტები მასალების მიღებასა და შეხორცებას (აკრეცია) განაგრძობენ. ამ პროცესს გვიანდელ აკრეციას უწოდებენ და წარმოადგენს პლანეტათა ფორმაციის ნარჩენების ჩამოცვენას ახალგაზრდა პლანეტების ზედაპირზე.
ტოკიოს ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მეცნიერმა რამონ ბრასერმა და ბულდერის კოლორადოს უნივერსიტეტის გეოლოგმა სტივენ მოხსისმა საკმაოდ საინტერესო კვლევა ჩაატარეს. მათ შეისწავლეს გვიანდელი აკრეციისას მარსზე მომხდარი უზარმაზარი შეჯახება, რომელიც კარგად ხსნის უიშვიათესი ლითონური ელემენტების უჩვეულო ოდენობას მარსის მანტიაში, ანუ პლანეტის ქერქის ქვეშ არსებულ ფენაში.
როდესაც პროტოპლანეტა საკმარის მასალას შეიხორცებს, რკინა და ნიკელი გამოყოფას და სიღრმეში ჩაძირვას იწყებენ, რის შედეგადაც წარმოქმნიან პლანეტის ბირთვს. სწორედ ამიტომ შედგება დედამიწის ბირთვი ძირითადად რკინისგან. მეცნიერები თითქმის დარწმუნებული არიან, რომ იქ ასევე უნდა იყოს ის ელემენტები, რომლებიც ადვილად ებმიან რკინას. „რკინის მოყვარული“ ასეთი ელემენტების მაგალითია ე. წ. სიდეროფილები — ოქრო, პლატინა და ირიდიუმი. მარსის მსგავსად, დედამიწის მანტიაში იმაზე მეტი სიდეროფილი ელემენტია, ვიდრე ეს ბირთვის ფორმაციის პროცესების დროს უნდა დარჩენილიყო.
„მაღალი წნევის გარემოში ჩატარებული ექსპერიმენტები მიუთითებს, რომ მანტიაში ეს მეტალები არ უნდა იყოს. აღნიშნული მეტალები იქ არ იშლება და იძირება პირდაპირ დედამიწის ბირთვში. მაგრამ მანტიაში მათი არსებობის ფაქტი ნიშნავს იმას, რომ ისინი ჩვენს პლანეტაზე მას შემდეგ მოხვდნენ, რაც ბირთვი და მანტია უკვე გამიჯნული იყო ერთმანეთისგან, როცა გაცილებით გართულდა ამ მეტალების ბირთვამდე ჩაღწევა“, — უთხრა ბრასერმა გამოცემა Astrobiology Magazine-ს.
ბრასერისა და მისი კოლეგების მიერ 2016 წელს ჩატარებულმა კვლევებმა ერთმანეთის მიყოლებით აჩვენა, რომ სიდეროფილების სიუხვეს დედამიწაზე საუკეთესოდ ხსნის გიგანტური სხეულის შეჯახება.
გვიანდელი აკრეციისას აკუმულირებული სიდეროფილების ოდენობა პლანეტის „გრავიტაციული გადამკვეთი სექციის“ პროპორციული უნდა იყოს. ეს სექცია ერთგვარი სამიზნეა, რომელსაც პლანეტისკენ დაშვებული ობიექტი მიახლოებისას „ხედავს“. „გრავიტაციული გადამკვეთი სექცია თავად პლანეტის მიღმაც ივრცობა, რადგან მისი გრავიტაცია სიახლოვეს გავლილ ობიექტს თავისკენ მომართავს, იმ შემთხვევაშიც კი, თუ ამ სხეულს სულაც არ უჭირავს მასთან შეჯახების კურსი. ამ პროცესს გრავიტაციულ ფოკუსირებას უწოდებენ.
ადრეულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ დედამიწას მანტიაში იმაზე გაცილებით მეტი სიდეროფილი ელემენტი აქვს, ვიდრე გრავიტაციული გადამკვეთი სექციის თეორიით უნდა ჰქონდეს. მკვლევართა მიზანი იყო ამ გზით ეჩვენებინათ, რომ დედამიწის მანტიაში ამჟამად არსებული სიდეროფილები მოხვედრილია მთვარის ზომის ობიექტის შეჯახების შედეგად (ამას უნდა დაემატოს ის შეჯახებაც, რომლის შედეგადაც ჩვენი მთვარე წარმოიქმნა).
ადრეული გიგანტური შეჯახება
როგორც მარსის მეტეორიტების ანალიზებმა აჩვენა, წითელმა პლანეტამ თავის მასის 0,8 პროცენტი მატერიის გვიანდელი აკრეციის შედეგად მიიღო. ახალ კვლევაში ბრასერმა და მოხსისმა აჩვენეს, რომ იმისათვის, რათა მარსს ეს დამატებითი მასა ერთი დარტყმის შედეგად მიეღო, საჭირო იყო სულ მცირე 1200 კმ დიამეტრის სხეულის შეჯახება.
დამატებითმა კვლევებმა აჩვენა ისიც, რომ ეს შეჯახება 4,5-4,4 მილიარდი წლის წინ უნდა მომხდარიყო. უძველესი მარსის მეტეორიტებში ნაპოვნი ცირკონის კრისტალების კვლევის შედეგად დგინდება, რომ წითელი პლანეტის ქერქი 4,4 მილიარდი წლის წინ ჩამოყალიბდა. გიგანტურ შეჯახებას უნდა გამოეწვია ქერქის გადნობა და შესაბამისად, ასეთი მოვლენა უნდა მომხდარიყო უძველესი ქერქის ჩამოყალიბებამდე. თუკი შეჯახება პლანეტის ისტორიაში 4,5 მლრდ წელზე ადრე მოხდა, სიდეროფილები ბირთვის ფორმაციისას უნდა განადგურებულიყო. ეს ისტორია კარგ შანსს იძლევა შეჯახების პერიოდის განსაზღვრისთვის.
გვიანდელი აკრეციის კვლევა მხოლოდ სიდეროფილების სიუხვის მიზეზის გარკვევის თვალსაზრისით როდია მნიშვნელოვანი. ამავე დროს, იგი აწესებს დედამიწის ბიოსფეროს ასაკის ზედა ზღვარს.
„თითოეული შეჯახებისას, დედამიწის ქერქის პატარა ნაწილები ადგილობრივად დნება. როცა აკრეცია ძალიან ინტენსიურია, დნება დედამიწის თითქმის მთლიანი ქერქი. როცა შეხორცების ინტენსიურობა იკლებს, ასევე მცირდება ქერქის გადნობის მაჩვენებელიც. მივედით დასკვნამდე, რომ ბიოსფერო ყველაზე ადრე შეიძლებოდა წარმოქმნილიყო მაშინ, როცა დროის ნებისმიერ მოცემულ მონაკვთში აკრეციის მაჩვენებელი იმდენად დაბალია, რომ გამდნარია დედამიწის ქერქის 50%-ზე ნაკლები“, — ამბობს ტოკიოს ტექნოლოგიური ინსტიტუტის პლანეტურმა მეცნიერი რამონ ბრასერი.
გარდა ამისა, მარსსის ზედაპირს აქვს უჩვეულო დიქტომია, რაც ასევე შეიძლება აიხსნას გიგანტური სხეულის შეჯახებით. სამხრეთ ნახევარსფერო გამოირჩევა უძველესი კრატერული ზედაპირით, ჩრდილოეთ ნახევარსფერო კი უფრო ახალგაზრდა და გლუვი ჩანს, რაზეც გავლენა უნდა მოეხდინა საყოველთაო ვულკანიზმს. გიგანტურ შეჯახებას ასევე შეიძლება წარმოექმნა მარსის ორი მთვარე — ფობოსი და დეიმოსი. თუმცა, ალტერნატიული თეორიის მიხედვით, ძლიერ დაღარული ფობოსი წარმოადგენს მარსის მიერ ჩაჭერილ ასტეროიდს.
კვლევა ჟურნალ Geophysical Research Letters-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია Astrobio.net-ის მიხედვით
