Према Небуларној хипотези, Сунце и планете су се формирале пре 4,6 милијарди година из џиновског облака прашине и гаса. Ово је почело тако што се Сунце формира у центру, а преостали материјал формира протопланетарни диск, из кога су се формирале планете. Док су планете у спољњем Сунчевом систему највећим делом састављене од гасова (тј. Гасних дивова), оне ближе Сунцу формирани су од силикатних минерала и метала (тј. Земаљских планета).
Иако има прилично добру представу о томе како је све настало, питање како се тачно планете Сунчевог система формирају и развијају током милијарди година и даље су предмет расправе. У новој студији, два истраживача са Универзитета у Хајделбергу размотрила је улогу угљеника како у стварању Земље, тако и у настанку и еволуцији живота.
Њихова студија „Просторна расподјела угљеничне прашине у раној соларној маглици и садржај угљеника у планетесималима“ недавно је објављена у часопису Астрономија и астрофизика. Студију су спровели Ханс-Петер Гаил са Института за теоријску астрофизику на Универзитету у Хеиделбергу и Марио Триелофф - из Хеиделберговог института за науке о земљи и Клаус-Тсцхира-Лабораторија за космохемију.
За потребе своје студије, пар је размотрио какву улогу је елемент угљеник - који је неопходан за живот овде на Земљи - играо у планетарној формацији. Научници, у основи, сматрају да су се током најранијих дана Сунчевог система - кад је још био огроман облак прашине и гаса - материјали богати угљеником дистрибуирали у унутрашњи Сунчев систем из спољног Сунчевог система.
Изван „Линија смрзавања“ - где се формирају хлапљиве састојке попут воде, амонијака и метана и могу се кондензовати у леда - тела која садрже смрзнута једињења угљеника. Као што је вода дистрибуирана широм Сунчевог система, да су та тела наводно избачена из својих орбита и послата према Сунцу, дистрибуирајући испарљиве материјале у планете животиње које би на крају прерасле у земаљске планете.
Међутим, када упоредимо врсте метеора који су дистрибуирали примордијални материјал на Земљу - ака. хондритски метеорити - примјећује се неко одступање. У основи, угљеник је релативно ретко на Земљи у поређењу с тим древним стенама, чији је разлог остао мистерија. Као што је проф. Триелофф, који је коаутор студије, објаснио у саопштењу за универзитет у Хеиделбергу:
„На Земљи је угљеник релативно риједак елемент. Обогаћен је близу Земљине површине, али као део укупне материје на Земљи, он је тек половина 1/1000. Међутим, у примитивним кометама удео угљеника може бити десет и више процената. "
„Знатан део угљеника у астероидима и кометама је у дуголанчаним и разгранатим молекулама који испаравају само при веома високим температурама“, додао је др Граил, водећи аутор студије. "На основу стандардних модела који симулирају реакције угљеника у соларној магли одакле потичу сунце и планете, Земља и остале земаљске планете требало би да имају и до 100 пута више угљеника."
Да би се позабавили тим проблемом, две су студије конструисале модел који је претпостављао да су краткотрајни блиц-загревања - где је Сунце грејало протопланетарни диск - били одговорни за ову разлику. Они су такође претпоставили да се сва материја у унутрашњем Сунчевом систему загрева на температурама између 1300 и 1800 ° Ц (2372 до 3272 ° Ф) пре него што су се на крају формирали мали планетезими и земаљске планете.
Др Граил и Триелофф верују да доказ за то лежи у округлим зрнима метеорита који се формирају из растаљених капљица - познатих као кондруле. За разлику од метеорита хондрита, који се могу састојати од до неколико процената угљеника, хондруле су у великој мери исцрпљене од овог елемента. То су, тврди они, били резултат истих догађаја блиставог загревања који су се одвијали пре него што су се коленде могле створити у метеорите. Као што је др Гаил назначио:
„Само врхови температуре изведени из модела формирања хондрула могу објаснити данашњу ниску количину угљеника на унутрашњим планетима. Ранији модели нису узимали у обзир овај процес, али очигледно морамо да захвалимо на тачној количини угљеника која је омогућила еволуцију биосфере Земље онако како је знамо. “
Укратко, неусклађеност између количине угљеника која се налази у кондритски стенском материјалу и оне која се налази на Земљи може се објаснити интензивним загревањем у првобитном Сунчевом систему. Како се Земља формирала од хрондритичког материјала, екстремна врућина узроковала је да се она исцрпи од природног угљеника. Поред избацивања светлости на оно што је у астрономији непрекидна мисија, ово истраживање нуди и нови увид у то како је почео живот у Сунчевом систему.
У основи, истраживачи нагађају да су догађаји за загревање блица у унутрашњем Сунчевом систему можда потребни за живот овде на Земљи. Да је у првобитном материјалу који се ујединио на нашу планету било превише угљеника, резултат би могао бити „предозирање угљеником“. То је зато што када угљен оксидира, ствара угљендиоксид, главни стакленички гас који може довести до одбеглог ефекта грејања.
То је оно што планетарни научници верују да се десило Венери, где је присуство обилног ЦО2 - у комбинацији са повећаном изложеношћу сунчевом зрачењу - довело до пакленог окружења које је данас тамо. Али на Земљи је ЦО2 из атмосфере уклоњен силикатно-карбонатним циклусом, што је омогућило Земљи да постигне уравнотежено и одрживо окружење.
"Да ли би 100 пута више угљеника омогућило ефикасно уклањање стакленичких плинова у најмању је руку упитно", рекао је др Триелофф. „Угљеник се више није могао складиштити у карбонатима, гдје је данас ускладиштен већи дио Земљиног ЦО2. Толико ЦО2 у атмосфери изазвало би тако озбиљан и неповратан ефекат стаклене баште да би океани испаравали и нестајали. "
Опште је позната чињеница да је живот овде на Земљи заснован на угљенику. Међутим, сазнање да су услови током раног Сунчевог система спречавали предозирање угљеника који би могао Земљу претворити у другу Венеру свакако је занимљиво. Иако је угљеник можда важан за живот какав знамо, превише тога може значити смрт од њега. Ова студија би такође могла бити корисна када је у питању потрага за животом у ван-соларним системима.
Када су испитивали удаљене звезде, астрономи су могли питати „да ли су исконски услови били довољно врући у унутрашњем систему да спрече предозирање угљеником?“ Одговор на то питање могао би бити разлика између проналаска Земље 2.0 или неког другог света сличног Венери!
