Duo Geografer Koreksi Ulang Tahun Mars 2-4 Juta Setelah Tata Surya Terbentuk

Tinuku
News KeSimpulan.com - Proses pembentukan Red Planet hanya 2-4 juta tahun setelah terbentuknya tata surya menjelaskan ukurannya yang relatif kecil terhadap Bumi.

Planet Mars terbentuk hanya 2 juta hingga 4 juta tahun setelah terbentuknya tata surya, jauh lebih cepat daripada Bumi. Formasi cepat Planet Merah membantu menjelaskan mengapa sangat kecil, kata Nicolas Dauphas, geografer dari University of Chicago dan Ali Pourmand, geooseanografer dari University of Miami (UM) Rosenstiel School of Marine & Atmospheric Science.

Mars mungkin bukan sebuah planet terestrial seperti Bumi yang tumbuh dengan ukuran penuh lebih dari 50 hingga 100 juta tahun melalui tumbukan dengan objek kecil lain di dalam tata surya, kata Dauphas.

"Bumi terbuat dari embrio seperti Mars, namun Mars adalah planet embrio beruntai yang tidak pernah bertabrakan dengan embrio lain untuk membuat sebuah planet Earthlike," kata Dauphas.

Studi baru yang didanai oleh National Aeronautics and Space Administration, National Science Foundation, dan the Packard Foundation, memberikan bukti pendukung hipotesis yang pertama kali diusulkan 20 tahun yang lalu.

Bukti baru ini kemungkinan akan mengubah cara pandang para planetolog Mars, kata Pourmand.

"Kami pikir tidak ada embrio di tata surya untuk diteliti, tetapi ketika kita mempelajari Mars, kita mempelajari embrio yang akhirnya membuat planet seperti Bumi," kata Pourmand.

Ada ketidakpastian besar dalam sejarah pembentukan Mars karena tidak diketahui komposisi mantel, lapisan batuan yang mendasari kerak.

"Sekarang kita bisa meguranggi ketidakpastian tersebut ke titik di mana kita bisa melakukan sains menarik," kata Dauphas melapor ke Nature.

Dauphas dan Pourmand mengoreksi usia Mars menggunakan peluruhan radioaktif hafnium untuk tungsten dalam meteorit sebagai sebuah kronometer. Hafnium 182 meluruh ke tungsten 182 dalam setengah hidup sembilan juta tahun. Proses pembusukan relatif cepat berarti hampir semua hafnium 182 akan hilang dalam 50 juta tahun, memberikan cara untuk merakit sebuah kronologi skala peristiwa awal tata surya.

"Untuk menerapkan sistem, Anda memerlukan dua gradien. Anda perlu rasio hafnium-tungsten dari mantel Mars dan Anda memerlukan komposisi isotop tungsten dari mantel Mars," kata Pourmand.

Sebelumnya perkiraan pembentukan Mars berkisar 15 juta tahun karena komposisi kimia mantel Mars sebagian besar tidak diketahui. Para ilmuwan masih bergulat dengan ketidakpastian dalam komposisi mantel Bumi karena mengubah proses komposisi seperti mencair.

"Kami memiliki masalah yang sama untuk Mars," kata Dauphas.

Analisis meteorit Mars memberikan petunjuk mengenai komposisi mantel Mars, tetapi komposisi juga telah berubah. Untuk memecahkan beberapa hal ini didasarkan pada komposisi chondrites (jenis umum meteorit). Dasarnya puing-puing yang tersisa saat kelahiran tata surya tidak berubah, chondrites berfungsi sebagai Rosetta stone untuk menyusun kesimpulan komposisi kimia planet.

Para kosmokimiawan secara intensif telah mempelajari chondrites, tetapi masih kurang memahami kelimpahan dua kategori elemen yang terkandung, termasuk uranium, thorium, lutetium dan hafnium.

Dengan demikian Dauphas dan Pourmand menganalisa kelimpahan unsur-unsur lebih dari 30 chondrites dan membandingkan dengan komposisi lain 20 meteorit Mars.

"Setelah Anda menyelesaikan komposisi chondrites, Anda dapat mengatasi banyak pertanyaan lain," kata Dauphas, termasuk verifikasi usia galaksi Bima Sakti.

Hafnium dan thorium keduanya elemen refraktori atau non-volatile yang berarti komposisi tersebut tetap relatif konstan dalam meteorit. Juga elemen lithophile yang akan tinggal di dalam mantel ketika core Mars terbentuk. Jadi, jika para ilmuwan bisa mengukur rasio hafnium-thorium di mantel Mars maka akan memiliki rasio untuk seluruh planet yang diperlukan untuk merekonstruksi sejarah terbentuknya planet.

Kaitan antara hafnium, thorium, dan tungsten yang menulis rasio hafnium-thorium di dalam mantel Mars harus sama dengan rasio di chondrites. Untuk memperoleh rasio hafnium-thorium mantel Mars, peneliti membagi rasio thorium-tungsten dari meteorit Mars oleh rasio thorium-hafnium dari chondrites.

"Kenapa anda harus lakukan itu, karena thorium dan tungsten memiliki sifat kimia yang sangat mirip," kata Dauphas.

Setelah Dauphas dan Pourmand menentukan rasio ini, mereka dapat menghitung berapa lama waktu Mars berkembang menjadi sebuah planet. Simulasi data menunjukkan bahwa Mars harus mencapai setengah ukuran sekarang hanya dua juta tahun setelah pembentukan tata surya. Mars yang terbentuk secara cepat dapat membantu menjelaskan kemiripan yang membingungkan dalam konten xenon atmosfer dan Bumi.

"Mungkin hanya kebetulan, tetapi mungkin solusinya adalah bagian dari atmosfer Bumi diwariskan dari generasi embrio sebelumnya yang telah menjadi atmosfer mereka sendiri, mungkin atmosfer Marslike," kata Dauphas.

Sejarah singkat pembentukan Mars memunculkan kemungkinan aluminium 26 yang dikenal dari meteorit menunjukkan planet berubah menjadi lautan magma di awal sejarah. Aluminium 26 memiliki paruh 700.000 tahun, jadi akan menghilang terlalu cepat untuk berkontribusi seperti panas internal Bumi. Jika Mars terbentuk dalam dua juta tahun, bagaimanapun, jumlah yang signifikan dari aluminium 26 akan tetap.

"Aluminium 26 meluruh melepaskan panas dan benar-benar dapat melelehkan planet ini," kata Pourmand.
  1. Nicolas Dauphas (Origins Laboratory, Department of the Geophysical Sciences and Enrico Fermi Institute, The University of Chicago, 5734 South Ellis Avenue, Chicago, Illinois 60637, USA) and Ali Pourmand (Origins Laboratory, Department of the Geophysical Sciences and Enrico Fermi Institute, The University of Chicago, 5734 South Ellis Avenue, Chicago, Illinois 60637, USA; Rosenstiel School of Marine & Atmospheric Science, Division of Marine Geology and Geophysics, University of Miami, 4600 Rickenbacker Causeway, Miami, Florida 33149, USA). Hf-W-Th evidence for rapid growth of Mars and its status as a planetary embryo. Nature, 473, 489–492, 25 May 2011, DOI:10.1038/nature10077
Nicolas Dauphas http://geosci.uchicago.edu/~dauphas/
Ali Pourmand http://www.rsmas.miami.edu/people/faculty-index/?p=ali-pourmand
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment