Země vznikla výhradně z vnitřní sluneční soustavy: Nová studie mění pohled na původ vody

Vědci dlouho předpokládali, že Země, ačkoliv se nachází ve vnitřní sluneční soustavě, obsahuje 6 až 40 % materiálu z vnější sluneční soustavy, tedy z oblasti za Jupiterem. Tento materiál byl považován za nezbytný pro přísun těkavých složek, jako je voda.

Vědci dlouho předpokládali, že Země, ačkoliv se nachází ve vnitřní sluneční soustavě, obsahuje 6 až 40 % materiálu z vnější sluneční soustavy, tedy z oblasti za Jupiterem. Tento materiál byl považován za nezbytný pro přísun těkavých složek, jako je voda. Nová studie planetárních vědců Paola Sossiho a Dana Bowera z ETH Curych však přináší překvapivý závěr: Země se zformovala výhradně z materiálu pocházejícího z vnitřní sluneční soustavy.

Sossi a Bower porovnali existující data o izotopových poměrech široké škály meteoritů, včetně těch z Marsu a asteroidu Vesta, s daty Země. Izotopy jsou atomy stejného prvku s odlišnou hmotností. Vědci analyzovali deset různých izotopových systémů pomocí specializované statistické metody, což je výrazný posun oproti dřívějším studiím, které se zaměřovaly pouze na dva systémy. Jejich výpočty jasně ukazují, že stavební materiál Země pochází z jediného materiálového rezervoáru.

Analýza odhalila, že Země je složena výhradně z takzvaného neuhlíkatého materiálu, který se tvoří ve vnitřní sluneční soustavě. Uhlíkaté meteority, bohatší na vodu a uhlík, pocházejí z vnější soustavy. To znamená, že Země rostla v relativně statickém systému, postupně pohlcovala menší sousední planety a nevykazuje žádné známky dříve předpokládané výměny materiálu mezi vnější a vnitřní sluneční soustavou. Z toho vyplývá, že většina těkavých prvků, včetně vody, musela být přítomna ve vnitřní sluneční soustavě již od počátku.

Vědci předpokládají, že naše sluneční soustava se během svého vzniku rozdělila na dva materiálové rezervoáry kvůli rychlému růstu a velikosti Jupiteru. Gravitace tohoto plynného obra vytvořila mezeru v protoplanetárním disku, prstencovitém útvaru z plynu a prachu, kde se rodí planety. Jupiter tak zabránil materiálu z vnější sluneční soustavy proniknout do vnitřní oblasti. Nová analýza ukazuje, že tato bariéra byla téměř nepropustná a k Zemi se nedostal prakticky žádný materiál zpoza Jupiteru.

Výpočty jsou velmi robustní a spoléhají výhradně na data, nikoli na fyzikální předpoklady, které ještě nejsou plně pochopeny. Analýza také ukazuje, že materiálové složení Země je podobné složení Vesty a Marsu. Vědci se domnívají, že Venuše a Merkur by mohly mít podobné složení, ačkoliv to nelze ověřit kvůli nedostatku vzorků hornin z těchto planet. Sossiho tým plánuje dále zkoumat, proč bylo v horké vnitřní sluneční soustavě dostatek vody pro vznik pozemských oceánů a zda lze tyto procesy aplikovat i na exoplanetární systémy.