زمین و مریخ: ساخته شده از دستور العمل های کیهانی مختلف

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

چهار و نیم میلیارد سال پیش، زمین و مریخ در ابر چرخشی از گاز و غبار متولد شدند که در نهایت به منظومه شمسی تبدیل شد. با این حال، دقیقا چگونگی شکل گیری سیارات یکی از بحث برانگیزترین سؤالات در علم سیاره است.

اکنون، محققان دانشگاه کپنهاگ شواهد جدیدی را به این بحث اضافه می کنند. آنها با استفاده از یک رویکرد جدید، اولین مراحل شکل گیری سیارات را با تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی آنها بازسازی کرده اند.

پروفسور آندرس یوهانسن که در موسسه گلوب دانشگاه کپنهاگ بر روی شکل گیری سیارات مطالعه می کند، می گوید: "غافلگیرکننده ترین نتیجه این بود که به نظر می رسد زمین و مریخ به روش های مختلفی شکل گرفته اند. شاید انتظار داشته باشید که دو سیاره که در کنار هم در یک منظومه شمسی تشکیل شده اند، تاریخ شکل گیری مشابه تری داشته باشند." او پژوهش جدید را با استادیار هایانگ وانگ رهبری کرد.

این مقاله در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.

امروزه، محققان به طور گسترده موافق هستند که سیارات عمدتا به یکی از دو روش یا از طریق ترکیبی از هر دو فرآیند تشکیل می شوند:

سیارات یا هنگام برخورد صخره‌های فضایی غول‌پیکر، معروف به سیاره‌های کوچک، پدید می‌آیند یا زمانی که این سنگ‌های بزرگ ذرات کوچک‌تری را جمع‌آوری می‌کنند، فرآیندی که به عنوان تجمع سنگریزه شناخته می‌شود.

دانشمندان سیاره‌شناسی به این نتیجه نرسیده‌اند که کدام یک از این دو فرآیند، یا ترکیبی از آنها، چگونه سیارات سنگی مانند زمین و مریخ را توضیح دهد.

محققان پشت این مطالعه جدید معتقدند که یافته های آنها از مدل به اصطلاح ترکیبی پشتیبانی می کند. با این حال، این مطالعه یک گام فراتر می رود و توضیح واضح تری از چگونگی شکل گیری زمین و مریخ در 4.5 میلیارد سال پیش ارائه می دهد.

Wang می‌گوید: «به نظر می‌رسد حداقل 75 درصد جرم زمین از دو سیاره جوان، معروف به پیش سیاره‌ها، که با تجمع سنگریزه‌ها بزرگ شده‌اند، سرچشمه می‌گیرد، در حالی که سیاره‌های کوچک تا 25 درصد سهم دارند. در مقابل، به نظر می‌رسد که تقریبا سه چهارم جرم مریخ از سیاره‌های کوچک و یک چهارم باقیمانده از تجمع سنگریزه‌ها منشأ می‌گیرد.»

برای درک چگونگی شکل گیری سیارات میلیاردها سال پیش، دانشمندان باید به ردپایی تکیه کنند که هنوز هم وجود دارد.

در مطالعه جدید، محققان عناصر خاصی را در لایه‌های بیرونی سیارات از نزدیک بررسی کردند: پوسته و گوشته. آنها به ویژه بر روی عناصر به اصطلاح فرار، مانند سدیم، روی و پتاسیم که به راحتی در دماهای بالا تبخیر می شوند، تمرکز کردند.

به گفته محققان، وجود یا عدم وجود این عناصر به عنوان اثر انگشت شیمیایی عمل می کند که فرآیندهایی را که سیارات در طول شکل گیری خود متحمل شده اند را نشان می دهد. با استفاده از مدل های کامپیوتری پیشرفته، آنها می توانند تعیین کنند که کدام سناریوهای شکل گیری محتمل ترین توضیح برای منشاء زمین و مریخ است.

یوهانسن می گوید: "این یک کار کارآگاهی بزرگ است که بفهمیم در آن زمان چه اتفاقی افتاده است، زمانی که بیشتر شواهد مدت ها پیش ناپدید شدند. اما حتی پس از 4.5 میلیارد سال، ترکیبات گوشته های زمین و مریخ ثابت می ماند. شما می توانید آنها را به عنوان اثری از روند شکل گیری در نظر بگیرید."

محققان تاکید می‌کنند که مدل‌های کامپیوتری آن‌ها حاوی عدم قطعیت هستند. به عنوان مثال، ترکیب شیمیایی دقیق بلوک‌های سازنده اولیه در منظومه شمسی که در نهایت به زمین و مریخ تبدیل شدند، ناشناخته باقی مانده است.

در نتیجه، مدل ها بر چندین فرض تکیه می کنند. با این حال، حتی هنگام تعدیل برای این مفروضات، نتیجه اصلی بدون تغییر باقی می ماند.

وانگ می‌گوید: "درصد دقیق ممکن است تا حدودی متفاوت باشد، اما تجزیه و تحلیل‌های ما به طور مداوم نشان می‌دهد که زمین و مریخ به دو روش متفاوت شکل گرفته‌اند. روش ما روشی دقیق‌تر و مستقیم‌تر برای درک شکل‌گیری سیاره‌ها نسبت به رویکرد مبتنی بر ایزوتوپ که اغلب می‌تواند به روش‌های مختلف تفسیر شود، ارائه می‌کند."

محققان همچنین کاربردهایی فراتر از منظومه شمسی خودمان را می بینند.

چندین ماموریت فضایی آینده با هدف کشف و مطالعه سیارات مشابه زمین در کهکشان های دیگر انجام می شود.

محققان خاطرنشان می کنند که درک ترکیبات شیمیایی چنین سیاراتی برای ارزیابی اینکه آیا آنها به طور بالقوه قابل سکونت هستند یا خیر، مهم است.

جوهانسن می‌گوید: «اگر بفهمیم که سیارات چگونه عناصر فرار خود را در طول شکل‌گیری از دست می‌دهند، می‌توانیم در پیش‌بینی میزان آب و سایر مواد حامی حیات در نهایت بهتر شویم.»

Haiyang S. Wang و همکاران، تخلیه فرار در سیارات سنگی به عنوان اثر انگشت شیمیایی برافزایش هیبریدی، نجوم طبیعت (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02984-6

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →