Mokslininkai, analizuodami planetų cheminę sudėtį, pabandė išsiaiškinti, kaip iš tikrųjų susiformavo Žemė ir Marsas. Nors abi planetos gimė gana arti viena kitos, jų raidos kelias buvo skirtingas.
Tyrime daugiausia dėmesio skirta lakiesiems elementams – natriui, cinkui, kaliui ir panašioms medžiagoms, kurios aukštoje temperatūroje gana lengvai išgaruoja. Jų likęs kiekis planetos mantijoje ir plutoje veikia kaip cheminis pirštų atspaudas, leidžiantis spręsti, kokiomis sąlygomis planeta augo.
Į augančią protoplanetą krintantys akmenukai smūgių metu įkaista ir praranda beveik visas lakiąsias medžiagas. Tuo metu planetesimalės taip pat patiria didelį karštį, tačiau dalį savo lakiųjų junginių išsaugo.
Nors nuo planetų susidarymo praėjo 4,5 milijardo metų, jų mantijų sudėtis iš esmės nepasikeitė. Todėl ji vis dar leidžia atkurti ankstyvąsias formavimosi sąlygas. Tyrėjai sujungė akmenukų akrecijos ir planetesimalių susidūrimų modelius, o skirtingų scenarijų tinkamumą įvertino statistiškai.
Skaičiavimai parodė, kad Žemės silikatinę dalį geriausiai paaiškina modelis, pagal kurį bent 75 proc. jos masės sudaro dvi protoplanetos, išaugusios kaupiant akmenukus. Likęs ketvirtis, tikėtina, atkeliavo iš planetesimalių, kurių sudėtis buvo panaši į asteroido Vestos.
Marsas susiformavo beveik priešingai. Apie 27 proc. jo medžiagos sudarė akmenukų akrecijos metu susikaupusi medžiaga, o maždaug 73 proc. – į Vestą panašių planetesimalių dalis.
Tyrėjai pabrėžia, kad jų modeliai nėra tobuli, nes vis dar nežinoma tiksli pirminių kietųjų junginių, susidariusių protoplanetiniame diske, sudėtis. Vis dėlto pagrindinė išvada nesikeičia net pakoregavus pradines prielaidas.
Rezultatai sustiprina hibridinį uolinių planetų formavimosi modelį. Pagal jį planetos auga dėl abiejų procesų – akmenukų kaupimosi ir planetesimalių susidūrimų, tačiau kiekvienu atveju jų indėlis gali būti labai skirtingas.
Šis metodas svarbus ne tik aiškinantis Žemės ir Marso praeitį. Supratę, kaip besiformuojančios planetos praranda lakiuosius elementus, mokslininkai galės tiksliau prognozuoti, kiek vandens ir kitų gyvybei reikalingų medžiagų išsaugo uolinės egzoplanetos.