Как сформировались Земля и Марс: разные космические «рецепты» планет
Земля и Марс сформировались по разным космическим "рецептам"
Земля и Марс - соседи по Солнечной системе, однако их сходство обманчиво. Обе планеты возникли из вещества газопылевого диска, окружавшего молодое Солнце, но набор исходных материалов и условия формирования у них различались. Поэтому ученые нередко описывают историю планет как приготовление по разным космическим "рецептам".
Около 4,6 миллиарда лет назад вокруг Солнца вращались газ, пыль и многочисленные твердые частицы. Постепенно они сталкивались и объединялись: из мелких фрагментов появлялись более крупные тела, затем - планетезимали и зародыши планет. Этот процесс называют аккрецией. Однако материал в диске распределялся неравномерно, а температура и химические условия менялись с расстоянием от звезды. В результате будущие планеты получали неодинаковые порции строительных веществ.
Земля сформировалась в области, где было достаточно каменистого вещества для создания крупного тела. В процессе роста она пережила множество столкновений, в том числе с объектами планетного масштаба. Высокая температура расплавляла значительную часть недр, и тяжелые металлы, прежде всего железо, опускались к центру. Так образовалось ядро, а вокруг него - мантия и кора. Столкновение с крупным небесным телом, согласно наиболее распространенной модели, также привело к появлению Луны.
Марс возник дальше от Солнца и в итоге остался гораздо меньше Земли. Его масса составляет примерно десятую часть земной. Скромные размеры могли стать следствием того, что в области формирования Красной планеты оказалось меньше доступного вещества либо рост Марса был остановлен изменениями в распределении материи внутри молодого диска. Точная последовательность событий остается предметом исследований.
Разница между планетами заметна не только по размерам. Земля сохраняет активную геологическую жизнь: движение литосферных плит обновляет поверхность и влияет на круговорот веществ. На Марсе нет аналогичной современной глобальной тектоники плит. Планета меньше и быстрее теряла внутреннее тепло, поэтому ее вулканическая и геологическая активность со временем ослабла. Следы древних рек, озер и вулканов, однако, показывают, что в прошлом марсианская среда была динамичнее.
Состав пород и химические "подписи" вещества помогают ученым восстанавливать происхождение планет. Изотопные соотношения в метеоритах и земных породах позволяют сравнивать материал, из которого складывались разные тела. Такие измерения показывают, что планеты могли получать сырье из неодинаковых областей протопланетного диска. Иными словами, даже близкое расположение на нынешних орбитах не означает, что Земля и Марс собирались из совершенно одинакового набора компонентов.
На дальнейшую судьбу планет повлияла и их способность удерживать атмосферу. Гравитация Земли достаточно сильна, чтобы сохранять плотную газовую оболочку, а магнитное поле помогает защищать ее от солнечного ветра. У Марса гравитация слабее, и его атмосфера со временем стала очень разреженной. Потеря значительной части газовой оболочки изменила климат и затруднила сохранение жидкой воды на поверхности.
Это не означает, что вода на Марсе исчезла полностью. Сегодня ее можно обнаружить в виде льда, прежде всего в полярных областях и под поверхностью. Геологические структуры указывают, что миллиарды лет назад вода могла течь по руслам и собираться в водоемах. Изучение марсианских пород и осадочных слоев помогает выяснить, как долго существовали такие условия и были ли они пригодны для жизни.
Важную роль могли сыграть и перемещения вещества в Солнечной системе. Планеты не обязательно формировались строго на тех орбитах, где находятся сейчас: молодые тела могли менять свое положение под действием гравитации. Движение крупных планет влияло на распределение материала, а их притяжение могло как направлять его к зародышам планет, так и выбрасывать на другие орбиты. Поэтому ученые рассматривают несколько сценариев происхождения Марса и его сравнительно небольшого размера.
Сопоставление Земли и Марса важно не только для понимания прошлого Солнечной системы. Оно помогает исследовать, почему одни каменистые планеты становятся подходящими для длительного существования жидкой воды, а другие постепенно теряют атмосферу и тепло. Чем точнее удастся определить, из какого материала складывались планеты и как менялись их условия, тем лучше ученые смогут оценивать вероятность существования потенциально обитаемых миров у других звезд.
Таким образом, Земля и Марс - не две версии одной и той же планеты, а результаты разных исторических процессов. Общий источник вещества связал их происхождение, но различия в составе строительных материалов, размерах, столкновениях и последующей эволюции привели к совершенно разным мирам. Именно эти контрасты позволяют по-новому взглянуть на то, как формируются планеты и почему их дальнейшая судьба может так сильно отличаться.
В Беларуси начался республиканский культурно-просветительский конкурс «Здоровое слово»
Как сформировались Земля и Марс: разные космические «рецепты» планет
Кубок Кремля по бильярду соберёт представителей 12 стран
В Бобруйске с 1 октября изменится расписание автобуса № 20
Магнитная буря 26 сентября: сколько баллов ожидать и как понять прогноз