Stof van meteorieten die op aarde zijn neergestort, heeft onthuld dat de voorloper van de aarde, bekend als proto-aarde, veel sneller is gevormd dan eerder werd gedacht, vindt een nieuwe studie.
Een analyse van dit meteorietstof toonde aan dat proto-aarde binnen ongeveer 5 miljoen jaar is gevormd, wat astronomisch gezien extreem snel is.
Met andere woorden, als de volledige 4,6 miljard jaar van het bestaan van het zonnestelsel in een periode van 24 uur waren gecomprimeerd, vormde de proto-aarde zich in slechts 1 minuut en 30 seconden, aldus de onderzoekers.
De nieuwe bevinding breekt met het eerder gehanteerde idee dat de proto-aarde zich vormde toen steeds grotere planetaire lichamen willekeurig in elkaar sloegen, een proces dat enkele tientallen miljoenen jaren zou hebben geduurd, of ongeveer 5 tot 15 minuten in de fictieve 24- uur tijdschaal.
Het nieuwe idee stelt daarentegen dat planeten zijn gevormd door de aanwas van kosmisch stof, een proces waarbij stof door zwaartekracht steeds meer deeltjes aantrekt. "We vertrekken in wezen van stof", zei hoofdonderzoeker Martin Schiller in een verklaring. Schiller is universitair hoofddocent geochemie aan het Center for Star and Planet Formation (StarPlan) van het Globe Institute van de Universiteit van Kopenhagen in Denemarken.
Met aanwas zouden deeltjes van millimeterformaat samen zijn gekomen, 'regenend op het groeiende lichaam en de planeet in één keer maken', zei Schiller.
Schiller en zijn collega's kwamen tot de bevinding door ijzerisotopen, of verschillende versies van het element ijzer, te bestuderen in meteorietstof. Na te hebben gekeken naar ijzerisotopen in verschillende soorten meteorieten, realiseerden ze zich dat slechts één type een ijzerprofiel had dat vergelijkbaar was met dat van de aarde: de CI-chondrieten, steenachtige meteorieten. (De "C" staat voor koolstofhoudend en de "I" staat voor Ivuna, een plaats in Tanzania waar enkele CI-meteorieten worden gevonden.)
Het stof in deze CI-chondrieten is de beste benadering voor de algehele samenstelling van het zonnestelsel, aldus de onderzoekers. In de begintijd van het zonnestelsel sloot stof als dit zich aan bij gas en beide werden naar een aanwasschijf geleid die in een baan om de groeiende zon draaide.
In de loop van 5 miljoen jaar vormden de planeten van het zonnestelsel. Volgens de nieuwe studie vormde zich in deze periode ook de ijzeren kern van de proto-aarde, die geaccumuleerd ijzer uit de mantel van de proto-planeet griste. Uiteindelijk werd deze proto-planeet de aarde die we vandaag kennen.
Bericht van Mars
Meteorieten van Mars vertellen wetenschappers dat in het begin de samenstelling van ijzerisotopen in het materiaal waaruit de aarde bestaat anders was dan later. Dit gebeurde waarschijnlijk omdat de hitte van de jonge groeiende zon ze veranderde, aldus de onderzoekers.
Nadat er een paar honderdduizend jaar waren verstreken, werd het gebied waar de aarde zich vormde koud genoeg voor onverwarmd CI-stof dat van verder weg kwam om deel uit te maken van de proto-aardse accretieschijf.
Aangezien ijzer van dit verre stof tegenwoordig in de mantel van de aarde wordt aangetroffen, is het logisch dat "het meeste van het vorige ijzer al in de kern was verwijderd", zei Schiller. 'Daarom moet de kernvorming vroeg zijn gebeurd.'
Het andere idee - dat de aarde is gevormd toen planetaire lichamen willekeurig met elkaar in botsing kwamen - houdt niet op, zei hij. 'Als de formatie van de aarde een willekeurig proces was waarbij je alleen maar lichamen tegen elkaar sloeg, zou je de ijzersamenstelling van de aarde nooit kunnen vergelijken met slechts één type meteoriet', zei Schiller. 'Je krijgt van alles een mengeling.'
De nieuwe bevinding kan ook van toepassing zijn op andere planeten in het universum, merkten de onderzoekers op. Dit betekent in wezen dat andere planeten veel sneller kunnen groeien dan eerder werd aangenomen. In feite is er al bewijs dat dit waarschijnlijk het geval is, volgens gegevens over duizenden exoplaneten in andere sterrenstelsels, zei co-onderzoeker Martin Bizzarro, een professor aan StarPlan.
'Nu weten we dat planeetvorming overal plaatsvindt', zei Bizzarro in de verklaring. 'Als we deze mechanismen in ons eigen zonnestelsel begrijpen, kunnen we vergelijkbare gevolgtrekkingen maken over andere planetaire systemen in de melkweg.'
Dit proces kan zelfs verklaren wanneer en hoe vaak water wordt geaccreteerd tijdens planeetvorming.
'Als de theorie van de vroege aangroei van planeten echt correct is, is water waarschijnlijk slechts een bijproduct van de vorming van een planeet zoals de aarde', zei Bizzarro. 'Hierdoor worden de ingrediënten van het leven, zoals we die kennen, waarschijnlijk elders in het universum gevonden.'
