Saskaņā ar Miglāja hipotēzi, Saule un planētas izveidojās pirms 4,6 miljardiem gadu no milzu putekļu un gāzes mākoņa. Tas sākās ar Saules veidošanos centrā, bet atlikušais materiāls veidoja protoplanētisko disku, no kura veidojās planētas. Tā kā planētas ārējā Saules sistēmā galvenokārt sastāvēja no gāzēm (t.i., gāzes milžiem), tās, kas tuvāk Saulei, veidoja no silikātu minerāliem un metāliem (t.i., zemes planētām).
Neskatoties uz diezgan labu ideju par to, kā tas viss notika, jautājums par to, kā tieši Saules sistēmas planētas veidojās un attīstījās miljardu gada laikā, joprojām tiek apspriests. Jaunā pētījumā divi Heidelbergas universitātes pētnieki apsvēra oglekļa lomu gan Zemes veidošanā, gan dzīvības rašanās un evolūcijā.
Viņu pētījums “Oglekļa putekļu telpiskā izplatība agrīnajā saules miglājā un planetesimālu oglekļa saturs” nesen parādījās žurnālā Astronomija un astrofizika. Pētījumu veica Hans-Peter Gail no Heidelbergas Universitātes Teorētiskās astrofizikas institūta un Mario Trieloff - no Heidelbergas Zemes zinātņu institūta un Klaus-Tschira-kosoķīmiskās laboratorijas.
Pētījuma dēļ pāris apsvēra, kāda loma oglekļa elementam, kas ir būtisks dzīvībai šeit uz Zemes, ir planētu veidošanā. Būtībā zinātnieki uzskata, ka agrākajās Saules sistēmas dienās - kad tas vēl bija milzīgs putekļu un gāzes mākonis - no iekšējās Saules sistēmas no ārējās Saules sistēmas tika sadalīti ar oglekli bagāti materiāli.
Ārpus “Frost Line” - kur gaistošas vielas, piemēram, ūdens, amonjaks un metāns, spēj kondensēties ledus ķermenī, kurā ir sasaluši oglekļa savienojumi. Līdzīgi kā tas, kā ūdens tika izplatīts visā Saules sistēmā, ka šie ķermeņi it kā tika izraidīti no orbītām un nosūtīti Saules virzienā, sadalot gaistošos materiālus plaknesmēriem, kas galu galā izaugtu par sauszemes planētām.
Tomēr, ja salīdzina to meteorītu veidus, kuri izplatīja pirmatnējo materiālu uz Zemes - aka. hondrīta meteorīti - tiek pamanīta noteikta neatbilstība. Pamatā ogleklis uz Zemes ir salīdzinoši reti sastopams salīdzinājumā ar šīm senajām klintīm, kuru iemesls joprojām ir noslēpums. Kā Heidelbergas universitātes preses paziņojumā paskaidroja prof. Trīllovs, kurš bija pētījuma līdzautors:
“Uz Zemes ogleklis ir salīdzinoši reti sastopams elements. Tas ir bagātināts tuvu Zemes virsmai, bet tā ir tikai puse no 1 / 1000. kā daļa no kopējās vielas uz Zemes. Primitīvās komētās oglekļa īpatsvars tomēr var būt desmit vai vairāk procenti. ”
"Ievērojama daļa asteroīdu un komētu oglekļa atrodas garu un sazarotu molekulās, kas iztvaiko tikai ļoti augstā temperatūrā," piebilda pētījuma vadošais autors Dr. Grils. "Balstoties uz standarta modeļiem, kas imitē oglekļa reakcijas Saules miglājā, kur radusies saule un planētas, Zemei un citām zemes planētām vajadzētu būt līdz 100 reizēm vairāk oglekļa."
Lai to risinātu, divi pētījumi konstruēja modeli, kas pieņēma, ka par šo neatbilstību ir atbildīgi īslaicīgas zibspuldzes sildīšanas gadījumi - kad Saule karsēja protoplanētisko disku. Viņi arī pieņēma, ka visas vielas iekšējā Saules sistēmā tika uzkarsētas līdz temperatūrai no 1300 līdz 1800 ° C (2372 līdz 3272 ° F), pirms galu galā izveidojās mazas planētas simboli un zemes planētas.
Dr Grail un Trieloff uzskata, ka pierādījumi tam ir apaļie graudi meteorītos, kas veidojas no izkusušām pilieniņām - ts chondrules. Atšķirībā no chondrite meteorītiem, kas var sastāvēt no dažiem procentiem oglekļa, chondrules ir lielā mērā šo elementu izsmelti. Viņi apgalvo, ka tas bija to pašu zibens uzsildīšanas notikumu rezultāts, kas notika pirms hondrulas varēja sākt meteorītu veidošanos. Kā norādīja Dr. Gail:
“Tikai neliels temperatūras pieaugums, kas iegūts no hondroles veidošanās modeļiem, var izskaidrot mūsdienās zemo oglekļa daudzumu uz iekšējām planētām. Iepriekšējie modeļi šo procesu neņēma vērā, bet acīmredzot mums par to jāpateicas par pareizo oglekļa daudzumu, kas ļāva Zemes biosfērai attīstīties, kā mēs to zinām. ”
Īsāk sakot, atšķirība starp oglekļa daudzumu, kas atrodams hondritisko iežu materiālā, un to, kas atrodams uz Zemes, izskaidrojama ar intensīvu karsēšanu pirmatnējā Saules sistēmā. Tā kā Zeme veidojās no hondrīta materiāla, ārkārtīgais karstums izraisīja dabiskā oglekļa deficītu. Papildus pētījumam par to, kas astronomijā joprojām ir noslēpums, šis pētījums piedāvā arī jaunu ieskatu par to, kā sākusies dzīve Saules sistēmā.
Pamatā pētnieki spekulē, ka zibspuldzes sildīšanas notikumi iekšējā Saules sistēmā varētu būt vajadzīgi dzīvībai šeit uz Zemes. Ja pirmatnējā materiālā, kas saplūda mūsu planētā, būtu bijis pārāk daudz oglekļa, rezultāts varētu būt “oglekļa pārdozēšana”. Tas notiek tāpēc, ka tad, kad ogleklis oksidējas, tas veido oglekļa dioksīdu, galveno siltumnīcefekta gāzi, kas var izraisīt izsīkstošu sildošu efektu.
Tas ir tas, ko planētu zinātnieki uzskata, ka tas notika ar Venēru, kur bagātīgā CO2 klātbūtne apvienojumā ar palielinātu Saules starojuma iedarbību noveda pie sasodītās vides, kāda tā ir šodien. Bet uz Zemes no atmosfēras CO2 izvadīja silikāta-karbonāta cikls, kas ļāva Zemei sasniegt līdzsvarotu un dzīvību uzturošu vidi.
"Tas, vai 100 reizes vairāk oglekļa ļaus efektīvi noņemt siltumnīcefekta gāzi, ir vismaz apšaubāms," sacīja Dr Trieloff. “Oglekli vairs nevarēja uzglabāt karbonātos, kur šodien tiek glabāta lielākā daļa Zemes CO2. Šis daudz CO2 atmosfērā radītu tik smagu un neatgriezenisku siltumnīcas efektu, ka okeāni iztvaikotu un pazustu. ”
Ir labi zināms fakts, ka dzīve uz Zemes ir balstīta uz oglekli. Tomēr noteikti ir interesanti zināt, ka apstākļi agrīnajā Saules sistēmā novērsa oglekļa pārdozēšanu, kas varēja pārvērst Zemi par otro Venēru. Kaut arī ogleklis var būt būtisks dzīvībai, kā mēs to zinām, pārāk daudz var nozīmēt tā nāvi. Šis pētījums varētu būt noderīgs arī jautājumā par dzīvības meklēšanu ārpussaules sistēmās.
Pārbaudot attālās zvaigznes, astronomi varēja jautāt: “vai pirmreizējie apstākļi iekšējā sistēmā bija pietiekami karsti, lai novērstu oglekļa pārdozēšanu?” Atbilde uz šo jautājumu varētu būt atšķirība starp Zemes 2.0 vai citas Venērai līdzīgas pasaules atrašanu!
