Derfor blev Mars ikke så stor som Jorden

Vores planet, Jorden, er blevet dannet i løbet af mellem 50 og 100 millioner år, mens nye undersøgelser viser, at Mars, som vi ellers altid har anset som en slags tvilling til Jorden, er blevet dannet meget hurtigere.

Mars har en masse, som blot er 11 procent af Jordens, men ifølge modellerne for planetdannelse så burde den være vokset til samme størrelse som Jorden og Venus. Et eller andet gør Mars anderledes. Nu støtter nye undersøgelser en 20 år gammel teori.

Jorden er skabt af resterne fra dens oprindelige skive af planetmateriale i kredsløb om Solen, som har samlet sig til en protoplanet. Med tiden er denne protoplanet vokset til Jordens nuværende størrelse via sammenstød med andet materiale.

Mars er derimod aldrig kommet over sit protoplanet-stadie og er derfor ikke vokset sig større som Jorden, forklarer Nicolas Dauphas fra Chicagos universitet til Astronomy Now.

Sammen med Ali Pourmand fra Miamis universitet har han, via undersøgelser af radioaktive elementer, foretaget en ny og mere nøjagtig bestemmelse af Mars' alder.

Understøtter gammel teori

De nye resultater støtter en idé, der blevet fremsat for over 20 år siden, om at Mars er en protoplanet, som aldrig er blevet voksen. De nye resultater bekræftet dette.

Hidtil har forskerne ment, at der ikke var nogen protoplaneter at undersøge i solsystemet, men nu viser det sig, at Mars faktisk er en sådan protoplanet.

Nicolas Dauphas og Ali Pourmand har undersøgt forholdene mellem de radioaktive elementer wolfram, hafnium og thorium. På det tidspunkt, da planeterne blev dannet, skilte de sig i en jernholdig kerne og en silikatrig kappe. Da wolfram binder sig til jern, findes den i kernen, mens hafnium forbliver i kappen.

Forskerne mener, at kernen er blevet dannet omkring det tidspunkt, hvor planeten har nået sin endelige masse. Dette betyder, at wolframisotopen i kernen er med til at fortælle om planetens alder.

Radioaktive ure ændret

Ved at undersøge de radioaktive henfald af elementer i kernen, specielt hafnium-182 og wolfram-182, har det været muligt at bestemme alderen. Men da elementerne er blevet ændret, specielt ved smeltninger, er deres radioaktive 'ure' blevet ændret.

De to forskere har kunnet udelukke en del af disse usikkerheder ved at sammenligne materiale fra marsmeteoritter og ikke-marsmeteoritter, der er materiale fra det tidlige solsystem.

Ved at indsætte forholdene imellem isotoperne i computermodeller for planetdannelse, viste det sig, at Mars havde opnået halvdelen af dens nuværende størrelse blot to millioner år efter, at solsystemet blev dannet.

Siden har Mars af en eller anden grund ikke kunne opsluge nok materiale til at vokse sig større, og er i stedet forblevet en slags mini-protoplanet.

Hvorfor dette er tilfælde, ved forskerne endnu ikke, men den konstante kamp mellem de mange forskellige voksende planeter i både det indre og ydre solsystem kan måske være en del af forklaringen.

De nye resultater er blevet offentliggjort i det seneste nummer af tidsskriftet Nature.

Dokumentation

Artikel i Astronomy Now
Pressemeddelelse fra University of Chicago