星雲仮説によれば、太陽系は降着の過程を通じて形成されたと考えられています。本質的に、これは、塵とガスの大規模な雲（別名太陽系星雲）がその中心で重力崩壊を経験し、太陽を誕生させたときに始まりました。その後、残りのダストとガスは太陽の周りで原始惑星の円盤になり、それが徐々に合体して惑星を形成しました。
しかし、惑星がどのように進化してその構成が明確になるのかについては、謎のままです。幸いなことに、ブリストル大学の研究者チームによる新しい研究は、新鮮な視点で主題に取り組みました。地球のサンプルと隕石の組み合わせを調べることにより、彼らは地球や火星のような惑星がどのように形成され進化したかに新しい光を当てました。
この研究は、「付加的な蒸気損失が惑星の組成を形作るマグネシウム同位体の証拠」と題され、最近科学ジャーナルに掲載されました 自然。 ブリストル大学の地球科学部の上級研究員であるRemco C. Hinが率いるチームは、地球、火星、および小惑星ベスタからの岩石のサンプルを比較して、それらの中のマグネシウム同位体のレベルを比較しました。
彼らの研究は、科学界で長引いている疑問に答えようとしました。つまり、惑星は現在の状態を形成していたのでしょうか、それとも時間の経過とともに独特の組成を獲得したのでしょうか。 Remco Hin博士がブリストル大学のプレスリリースで説明したように：
「マグネシウム同位体組成の高精度測定を使用して、このような一連のイベントが地球と火星の形成で発生したという証拠を提供しました。マグネシウム同位体比は、より軽い同位体を優先的に含むケイ酸塩蒸気の損失の結果として変化します。このようにして、地球の質量の40％以上が建設中に失われたと推定しました。このカウボーイ構築の仕事は、私の共著者の1人が説明したように、地球の独自の構成を作成することにも責任がありました。”
それを分解するために、付加は、より大きなオブジェクトを形成するために隣接する塊と衝突する材料の塊で構成されます。このプロセスは非常に無秩序であり、これらの高速衝突によって生成される極端な熱により、材料が失われるだけでなく蓄積されることもよくあります。この熱はまた、惑星が形成されたときに、気化した岩の一時的な雰囲気は言うまでもなく、マグマの海を惑星に作り出したと考えられています。
惑星が火星とほぼ同じサイズになるまで、それらの重力引力は弱すぎてこれらの大気を保持することができませんでした。さらに衝突が発生すると、これらの大気と惑星自体の構成は大幅に変化します。地球型惑星-水星、金星、地球、火星-がどれほど正確に現在の揮発性の乏しい組成を時間の経過とともに取得したかは、科学者が取り組むことを望んでいたことです。
たとえば、惑星の現在の組成は、惑星形成の初期の段階でのガスとダストの特定の組み合わせの結果であると信じている人もいます–地球型惑星はケイ酸塩/金属が豊富ですが、揮発性が乏しいため、太陽。他の人たちは、彼らの現在の構成が彼らの激しい成長と他の体との衝突の結果であると示唆しました。
これに光を当てるために、ヒン博士と彼の仲間は、新しい分析アプローチを使用して、火星と小惑星ベスタからの隕石と共に地球のサンプルを分析しました。この技術は、以前のどの方法よりもマグネシウム同位体比のより正確な測定値を得ることができます。この方法は、地球、火星、ヴェスタなどのすべての分化した体が、コンドライト隕石よりも同位体的に重いマグネシウム組成を持っていることも示しました。
このことから、彼らは3つの結論を導き出すことができました。 1つには、地球、火星、およびヴェスタには、太陽系星雲からの凝縮では説明できない明確なマグネシウム同位体比があることがわかりました。第二に、彼らは重マグネシウム同位体の研究がすべてのケースで、蒸発の繰り返しのエピソードに続いて、惑星がそれらの形成期間の間に彼らの質量の約40％を失ったことを明らかにしたことに彼らは注意しました。
最後に、彼らは、降着過程が地球の独特の化学的特徴を生み出す他の化学変化をもたらすと決定しました。要するに、彼らの研究は、地球、火星、およびベスタはすべて、形成後に物質の大幅な損失を経験することを示しました。ヒン博士が追加したように：
「私たちの仕事は、惑星が物理的および化学的特性をどのように達成するかについての私たちの見方を変えます。惑星の構築は暴力的なプロセスであり、地球などの惑星の構成は異なることが以前から知られていましたが、これらの特徴が関連していることは明らかではありませんでした。ここで、惑星降着の高エネルギー衝突時の蒸気損失が惑星の組成に大きな影響を与えることを示しました。」
彼らの研究はまた、この暴力的な形成過程は一般的に惑星の特徴であるかもしれないことを示しました。これらの発見は、太陽系の形成に関してだけでなく、太陽系外惑星の形成に関しても重要です。遠い星系を探索するときが来ると、それらの惑星の特徴的な構成は、それらが形成された条件とそれらがどのようになってきたかについて多くを教えてくれます。
