زمین چند سال سن دارد و چه زمانی به وجود آمد؟

اقتصادسنج | پژوهشگران دانمارکی در جدیدترین پروژه خود به این نتیجه رسیده‌اند که نسخه اولیه زمین ما تنها در عرض سه میلیون سال شکل گرفته است.

به گزارش واشنگتن پست، روند تشکیل شدن زمین بیش از ۴.۵ میلیارد سال پیش، از ترکیب غبار و گاز که در اطراف خورشید جوان ما بود، آغاز شد. زمین نهایتا بزرگ‌تر شد تا به سیاره‌ای شباهت یافت که امروز در آن زندگی می‌کنیم. اکنون دانشمندان می‌گویند که این فرآیند بسیار سریع‌تر از چیزی که پیشتر فکر می‌کردند، اتفاق افتاده است. آنها می‌گویند که این روند، آب را نیز در بر داشته است. چنین جزئیاتی نشان می‌دهند که یافتن یک سیاره قابل سکونت دیگر دور از ذهن نیست.

پژوهشگران در یک پروژه جدید ادعا کرده‌اند که زمین تنها در عرض سه میلیون سال شکل گرفته است. این به طور قابل توجهی سریع‌تر از آمار پیشین است که جدول زمانی را تا ۱۰۰ میلیون سال نشان می‌دهند.

میلیون‌ها سال ممکن است برای انسان‌ها سریع به نظر نرسد اما در مقیاس نجومی، فوق‌العاده سریع است. در میان ۴.۶ میلیارد سال عمر تخمین‌زه‌شده منظومه شمسی ما، سه میلیون سال مانند یک پلک زدن است. این زمان معادل کمتر از یک دقیقه در یک روز ۲۴ ساعته است. اگر زمین بیش از دهها میلیون سال پیش تشکیل شده بود، این زمان معادل پنج تا ۱۵ دقیقه در روز بود.

«آیزاک اونیت»(Isaac Onyett)، دانشجوی مقطع دکتری «دانشگاه کپنهاگ»(University of Copenhagen) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: سیارات در عرض چند میلیون سال می‌توانند از دوران کودکی خود، به اندازه زمین و مریخ برسند که در مقایسه با صدها میلیون سالی که پیشتر تصور می‌شد، بسیار سریع است. ما می‌توانیم پیش‌بینی کنیم که اگر سیارات دیگر با مکانیسم مشابهی تشکیل شده باشند، مواد لازم برای حیات مانند آب احتمالا در سیارات و منظومه‌های دیگر نیز وجود دارد. بنابراین، احتمال بیشتری وجود دارد که در جای دیگری از کهکشان، سیارات دارای آب داشته باشیم.

پژوهشگران معتقدند که این پیدایش سریع، از طریق نظریه‌ای به نام «تجمع سنگریزه»(Pebble accretion) رخ داده است. «مارتین بیزارو»(Martin Bizzarro)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ایده کلی این است که سیارات در قرصی از غبار و گاز متولد می‌شوند و وقتی به اندازه خاصی می‌رسند، سنگریزه‌ها را به سرعت مانند جاروبرقی جذب می‌کنند. برخی از آن سنگریزه‌ها یخی هستند و می‌توانند آب مورد نیاز زمین را تامین کنند. این فرآیند به شکل‌گیری نسخه اولیه سیاره ما انجامید که تقریبا نصف اندازه سیاره کنونی ما بود. نسخه کنونی زمین احتمالا پس از یک برخورد بزرگتر در حدود ۱۰۰ میلیون سال بعد شکل گرفته که ماه را نیز تشکیل داده است.

با وجود این، نظریه تجمع سنگریزه برای تشکیل شدن زمین، یک نظریه بحث‌برانگیز است.

دانشمندان باور دارند که این نظریه، چگونگی شکل‌گیری غول‌های گازی منظومه شمسی مانند مشتری و زحل را توضیح می‌دهد. تجمع سنگریزه، تنها راه رشد سریع یک سیاره غول‌پیکر پیش از پراکندگی قرص سیاره آن است اما برای همتایان زمینی آنها مورد مناقشه قرار دارد.

به گفته اونیت، یک نظریه سنتی‌تر پذیرفته‌شده این است که «سیارات زمینی»(Terrestrial planets) مانند زمین ما، در پی دنباله‌ای از برخورد سیارک‌ها شکل گرفته‌اند که به تدریج بزرگ‌تر و بزرگ‌تر شده‌اند. این فرآیند بدین معناست که شکل‌گیری زمین حدود ۱۰۰ میلیون سال یا بیشتر طول کشیده است. در این مکانیسم، پدید آمدن آب روی زمین ممکن است یک خوش‌شانسی بوده و شاید توسط یک سیارک یا دنباله‌دار به زمین رسیده باشد.

«مارتین شیلر»(Martin Schiller)، از پژوهشگران این پروژه گفت که او و همکارانش از دیگران می‌خواهند درباره چگونگی شکل‌گیری سیارات زمینی تجدید نظر کنند. شیلر ادامه داد: البته، سنگریزه‌ها در همه جا موجود هستند و سیارات زمینی با تجمع سنگریزه گسترش خواهند یافت.

بیزارو خاطرنشان کرد که پژوهش آنها، قوی‌ترین شواهد را مبنی بر این نظریه ارائه می‌دهد که سیارات زمینی از طریق تجمع سنگریزه شکل گرفته‌اند.

تصویری از مکانیسم‌هایی که شاید زمین را شکل داده باشند. این تصویر نشان می‌دهد که زمین از سنگ‌های فضایی کوچک متولد شده است.

این گروه پژوهشی، مقیاس زمانی شکل‌گیری زمین را با مشاهده ایزوتوپ‌های سیلیکونی به دست آمده از بیش از ۶۰ شهاب‌سنگ و اجرام سیاره‌ای مجاور زمین تعیین کردند. سیلیکون، یک عنصر اصلی در سنگ‌ها و عناصر سازنده حیاتی یک سیاره است و نقشی مشابه نقش کربن برای زندگی روی زمین بر عهده دارد. از آنجا که این عنصر در جهان بسیار فراوان است، به راحتی و به طور معمول تولید می‌شود و می‌تواند به عنوان یک ردیاب خوب برای تشکیل شدن سیاره عمل کند.

اونیت با تجزیه و تحلیل ترکیبات سیلیکون در نمونه‌هایی با سنین متفاوت گفت که آنها می‌توانند یک توالی زمانی را از آنچه در قرص غبار پیش از شکل‌گیری زمین اتفاق ‌افتاده است، کنار هم بچینند. اونیت و گروهش دریافتند که با افزایش سن نمونه‌ها، ترکیب سیارک‌ها به سمت ترکیب غبار کیهانی انباشته‌شده توسط زمین تغییر می‌کند.

اونیت ادامه داد: این شواهد بسیار قوی نشان می‌دهند غبار نیز در حال حرکت کردن به سوی درون خورشید بوده است. شاید همان طور که زمین در حال گسترش بود، غبار توسط سیاره ما جارو شده باشد.

«بیرگر اشمیتز»(Birger Schmitz)، اخترزمین‌شناس «دانشگاه لوند»(Lund University) که در این پژوهش شرکت نداشت، گفت: این نتایج بسیار قانع‌کننده هستند و می‌توانند طرز فکر ما را درباره شکل‌گیری سیاره‌مان تغییر دهند. اگر این تفسیرها پابرجا باشند(که فکر می‌کنم همین طور باشد)، نشان‌دهنده یک تغییر بزرگ در درک ما از شکل‌گیری زمین هستند. تغییر همیشه به ‌عنوان یک شگفتی بزرگ رخ می‌دهد و ثابت می‌کند که چقدر برای مدت طولانی در اشتباه بوده‌ایم.

وی افزود: مهم‌تر از همه این است که نتایج نشان می‌دهند هیچ چیز خاصی در مورد سیاره حامل آب ما وجود ندارد. زمین فقط یک سیاره بسیار معمولی در کهکشان ما محسوب می‌شود. این موضوع در تلاش ما برای درک این که چگونه شکل‌های بیشتری از زندگی در جهان رایج هستند، مهم است.

«فرانسوا تیسوت»(Francois Tissot)، کیهان‌شیمی‌دان ایزوتوپ که در این پژوهش شرکت نداشت، گفت: پژوهش‌های جدید، تجزیه و تحلیل جالبی را از ترکیب ایزوتوپی سیلیکون در بسیاری از مواد سیاره‌ای ارائه کرده‌اند اما من مطمئن نیستم که تجمع سنگریزه، ساده‌ترین توضیح برای داده‌های سیلیکونی باشد. تجزیه و تحلیل بیشتری در مورد این موضوع مورد نیاز است.

وی افزود: در هر حال، این‌ها نتایج هیجان‌انگیزی هستند که محدودیت‌های کلیدی جدیدی را برای درک ما از شکل‌گیری زمین به همراه خواهند داشت. این یک لحظه هیجان‌انگیز برای جامعه و یک گام غیرقابل انکار رو به جلو است.