Nebulaarse hüpoteesi kohaselt moodustus Päike ja planeedid 4,6 miljardit aastat tagasi hiiglasest tolmu- ja gaasipilvest. See algas Päikese moodustumisest keskele ja ülejäänud materjal moodustas protoplaneetilise ketta, millest planeedid moodustasid. Kui Päikesesüsteemi välise osa planeedid koosnesid suuresti gaasidest (s.o gaasigigaanidest), siis Päikesele lähemal olevad silikaattellistest ja mineraalidest (s.o maapealsed planeedid) moodustusid need.
Vaatamata sellele, et neil on päris hea idee, kuidas see kõik sündis, tuleb endiselt arutleda küsimuse üle, kuidas Päikesesüsteemi planeedid miljardite aasta jooksul kujunesid ja arenesid. Uues uuringus kaalusid kaks Heidelbergi ülikooli teadlast süsiniku rolli nii Maa moodustamisel kui ka elu tekkimisel ja evolutsioonil.
Nende uurimus “Süsiniku tolmu ruumiline jaotus varajases päikesekihis ja lennumasinate süsiniku sisaldus” ilmus hiljuti ajakirjas Astronoomia ja astrofüüsika. Uuringu viisid läbi Heidelbergi ülikooli teoreetilise astrofüüsika instituudist pärit Hans-Peter Gail ja Mario Trieloff - Heidelbergi maateaduste instituudist ja Klaus-Tschira kosmeetikakeemia laborist.
Uuringu huvides kaalus paar, millist rolli mängis süsiniku element - mis on siinsele Maakerale eluks hädavajalik - planeetide moodustumisel. Põhimõtteliselt on teadlased seisukohal, et Päikesesüsteemi kõige varasematel päevadel - kui see oli veel hiiglaslik tolmu- ja gaasipilv - jaotati sisemise Päikesesüsteemi välimisest Päikesesüsteemist süsinikurikkaid materjale.
Väljaspool „Külmajoont” - kus lenduvad ühendid nagu vesi, ammoniaak ja metaan ning suudavad kondenseeruda jääkehadeks, mis sisaldavad külmutatud süsinikuühendeid. Sarnaselt sellele, kuidas vesi jagunes kogu Päikesesüsteemis, see, et need kehad löödi väidetavalt välja oma orbiitidest ja saadeti Päikese poole, jaotades lenduvaid materjale lennukitesimiaalidele, mis lõpuks kasvavad maapealseteks planeetideks.
Kui aga võrrelda meteooride liike, mis Maale ürgset materjali jagasid - aka. chondrite meteoriidid - märgatakse teatavat lahknevust. Põhimõtteliselt on süsinik nende iidsete kivimitega võrreldes Maal suhteliselt haruldane, mille põhjus on jäänud saladuseks. Nagu professor Trieloff, kes oli uuringu kaasautor, Heidelbergi ülikooli pressiteates selgitas:
“Maal on süsinik suhteliselt haruldane element. See on rikastatud Maa pinna lähedal, kuid murdosa kogu Maakera ainest on see vaid pool 1/1000-st. Primitiivsetes komeetides võib süsiniku osakaal olla aga kümme protsenti või rohkem. ”
"Märkimisväärne osa asteroidides ja komeetides sisalduvast süsinikust on pika ahelaga ja hargnenud molekulides, mis aurustuvad ainult väga kõrgetel temperatuuridel," lisas uuringu juhtiv autor dr Grail. "Tuginedes standardmudelitele, mis simuleerivad süsinikureaktsioone päikese udus, kust päike ja planeedid pärit olid, peaks Maal ja teistel maapealsetel planeetidel olema kuni 100 korda rohkem süsinikku."
Selle lahendamiseks konstrueerisid kaks uurimistööd mudeli, mis eeldas, et selle lahknevuse põhjustavad lühiajalised välgu kuumutamise sündmused - kus Päike kuumutas protoplaneetilist ketast. Samuti oletasid nad, et kogu sisemise päikesesüsteemi aine kuumutati temperatuurini vahemikus 1300 kuni 1800 ° C (2372 kuni 3272 ° F), enne kui lõpuks moodustusid väikesed tasapinnalised näidised ja maapealsed planeedid.
Dr Grail ja Trieloff usuvad, et selle tõendusmaterjal on meteoriitide ümarate teradena, mis moodustuvad suladest tilkadest - chondrules. Erinevalt chondrite meteoriitidest, mis võivad koosneda kuni paar protsenti süsinikust, on chondrules sellest elemendist suuresti ammendunud. Nende väitel oli see samade kuumutamissündmuste tagajärg, mis toimusid enne, kui chondrules võis aktiveeruda, moodustades meteoriite. Nagu dr Gail märkis:
„Ainult kondroprofiilide moodustumise mudelitest tulenevad temperatuuri tõusud seletavad tänapäeval siseplaneetide madalat süsiniku kogust. Varasemad mudelid ei võtnud seda protsessi arvesse, kuid ilmselt peame seda tänama õige süsinikukoguse eest, mis võimaldas Maa biosfääri evolutsioonil sellisena, nagu me seda tunneme. "
Lühidalt, chondritic-rocki materjalist leiduva ja Maal leiduva süsiniku hulga lahknevust saab seletada ürgse Päikesesüsteemi intensiivse kuumutamisega. Kuna Maa moodustus krondriitmaterjalist, kaotas äärmine kuumus loodusliku süsiniku. Lisaks sellele, et heita valgust sellele, mis on olnud astronoomia pidev müsteerium, pakub see uurimus ka uut ülevaadet elust Päikesesüsteemis.
Põhimõtteliselt spekuleerivad teadlased, et sisemise Päikesesüsteemi välklambi kuumutamise sündmused võisid siin Maa peal eluks vajalikuks osutuda. Kui meie planeedile ühinenud ürgses materjalis oleks olnud liiga palju süsinikku, võinuks tulemuseks olla “süsiniku üledoos”. Selle põhjuseks on asjaolu, et kui süsinik oksüdeerub, moodustab see süsinikdioksiidi, mis on peamine kasvuhoonegaas, mis võib põhjustada eraldunud kütteefekti.
See juhtus planeediteadlaste arvates Veenusega, kus rikkaliku süsinikdioksiidi esinemine koos suurenenud päikesekiirguse kokkupuutega viis täna põrgulikku keskkonda. Kuid Maal eemaldati CO2 atmosfäärist silikaat-karbonaadi tsükli abil, mis võimaldas Maal saavutada tasakaalustatud ja elukeskkonda.
"See, kas 100 korda rohkem süsinikku võimaldab kasvuhoonegaasi tõhusalt eemaldada, on vähemalt küsitav," ütles dr Trieloff. „Süsinikku ei saanud enam säilitada karbonaatides, kus tänapäeval hoitakse enamikku Maa süsinikdioksiidist. Kui atmosfääris on palju süsinikdioksiidi, põhjustaks see nii tõsise ja pöördumatu kasvuhooneefekti, et ookeanid aurustuksid ja kaoksid. "
On üldteada fakt, et siinne maakera elu on süsinikupõhine. Kuid kindlasti on huvitav teada, kas tingimused varase Päikesesüsteemi ajal takistasid süsiniku üledoseerimist, mis võinuks muuta Maa teiseks Veenuseks. Kuigi süsinik võib elus olla oluline, nagu me seda teame, võib liiga palju tähendada selle surma. See uuring võiks olla kasulik ka elu otsimisel päikesevälistes süsteemides.
Kaugemate tähtede uurimisel võisid astronoomid küsida: "kas ürgsed tingimused olid sisesüsteemis piisavalt kuumad, et vältida süsiniku üledoosi?" Vastus sellele küsimusele võib olla erinevus Maa 2.0 või mõne teise Veenuse-laadse maailma leidmise vahel!
