Opdagelse fra tidligere DG-center bryder teori om Jordens dannelse
Forskere fra forskningscentret STARPLAN ved Københavns Universitet har ved hjælp af særlig stenmeteorit påvist, at den tidlige Jord blev formet langt hurtigere end hidtil antaget. Opdagelsen er baseret på forskning, som er foretaget under Danmarks Grundforskningsfonds 10-årige bevilling til STARPLAN fra 2009-2019. Resultatet bidrager med ny viden om både planetdannelse og sandsynligheden for vand og liv andre steder i universet. Studiet er blevet til i samarbejde med forskere fra Frankrig og er for nylig publiceret i det videnskabelige tidsskrift Science Advances.
Ifølge den hidtidige teori om planetdannelse, blev forløberen for vores planet, den såkaldte proto-Jord, formet af tilfældige sammenstød mellem store himmellegemer igennem mange millioner år. Men ifølge et nyt studie fra det tidligere DG-center STARPLAN ved Københavns Universitet, blev proto-Jorden dannet i løbet af kun cirka fem millioner år. Det er astronomisk set ekstraordinært hurtigt og opdagelsen understøtter en ny teori om planetdannelse gennem akkumulering af kosmisk støv i stedet for gennem kollisionen af store himmellegemer.
”Den anden idé er, at vi grundlæggende starter fra støv. Millimetersmå objekter, som alle samler sig, regner ned på den voksende masse og skaber planeten i ét hug. Ikke alene er betydningen af den hurtige dannelse af Jorden interessant for vores solsystem. Den er også interessant i forhold til at vurdere sandsynligheden for planeters dannelse andre steder i galaksen,” forklarer Martin Schiller, der er lektor ved STARPLAN og studiets hovedforfatter.
Opdagelsen fra STARPLAN er baseret på forskning udført under DG-bevillingen til centret, og resultatet blev tilvejebragt af de hidtil mest nøjagtige målinger af jernisotoper i forskellige meteoritter. Ved at undersøge isotopiske blandingsforhold i det metalliske grundstof fandt forskerne kun ét meteorisk materiale med en sammensætning som Jordens, nemlig de såkaldte CI-chondritter, der er en særlig type stenmeteoritter. CI-chondritter er nemlig iblandt de meteoritter, der har ændret sig mindst siden dannelsen af Solsystemet og derved det nærmeste, man kommer på Solsystemets grundmateriale.
Kosmisk støv og gas
I kombination med gasarter formede det kosmiske støv fra CI-chondritterne en skive af materiale, som samlede sig til Solen. Overskydende materiale fra den kosmiske skive dannede planeterne, herunder proto-Jordens jernholdige kerne, ved at det metalliske grundstof fra klodens såkaldte kappe, blev trukket ind mod dens centrum. En proces, der ifølge forskerne varede i omegnen af fem millioner år, og ikke adskillige millioner år, som følge af tilfældige sammenstød mellem store objekter i universet.
”Hvis Jordens dannelse var en tilfældig proces, hvor himmellegemer bare stødte sammen på må og få, ville man aldrig kunne sammenligne Jordens jernsammensætning med kun én type meteorit. Man ville få en blanding af alt muligt,” siger Schiller.
Den nye teori fra STARPLAN om planetdannelse gennem akkumulering af kosmisk støv, betyder også, at samme proces kan opstå andre steder i universet. Derfor kan nye planeter sandsynligvis også opstå langt hurtigere, end hvis de udelukkende dannes på baggrund af tilfældige sammenstød mellem store himmellegemer i rummet.
”Nu ved vi, at der dannes planeter overalt. At vi har at gøre med generiske mekanismer, der fungerer og skaber planetariske systemer. Når vi forstår disse mekanismer i vores eget solsystem, har vi mulighed for at drage lignende konklusioner om andre planetariske systemer i galaksen. Herunder på hvilket tidspunkt og hvor hyppigt vand akkumuleres,” siger leder af STARPLAN, professor Martin Bizzarro, han og tilføjer:
”Hvis teorien om tidlig planetarisk akkumulation og dannelse vitterligt er korrekt, er vand formentlig blot et biprodukt fra skabelsen af en planet som Jorden – hvilket gør det mere sandsynligt at finde ingredienserne på liv, som vi kender det, andre steder i universet.”