Ученые выяснили, как поздние столкновения повлияли на эволюцию планет земной группы

Исследователи из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) сравнили раннюю историю столкновений Венеры и Земли, обнаружив, что Венера подверглась более энергичным ударам, что привело к перегреву её ядра. Модели показывают, что эти условия могли вызвать продолжительный вулканизм и более молодую поверхность планеты. Автор: Southwest Research Institute

Юго-Западный исследовательский институт совместно с Йельским университетом обобщил значительные достижения научного сообщества в понимании формирования и эволюции планет земной группы. Их работа, опубликованная в журнале Nature, сосредоточена на роли поздней аккреции в долгосрочной эволюции этих планет, включая их уникальные геофизические и химические свойства, а также потенциальную обитаемость.

Солнечные системы формируются из облаков газа и пыли, которые под действием гравитации сливаются в центральную звезду (например, наше Солнце) и окружающий её диск из более мелких объектов. Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — образовались в результате аккреции более мелких каменистых тел в более крупные планетезимали и протопланеты. Критическую роль в этом процессе сыграли поздние столкновения. Земля, вероятно, сформировалась последней, достигнув 99% своей окончательной массы за 60–100 миллионов лет после начала консолидации первых твёрдых тел.

«Мы изучили непропорциональную роль поздней аккреции — последнего 1% роста планеты — в долгосрочной эволюции Земли и других планет земной группы», — сказал ведущий автор исследования доктор Симоне Марки из SwRI.

Новое исследование подчеркивает влияние поздних крупных столкновений на тектонику планет. Например, Земля переживала временную субдукцию, когда одна тектоническая плита скользит под другой. На Венере, покрытой единой плитой, высокоскоростной удар привел к перегреву ядра и длительному вулканизму. На Марсе крупный, но низкоскоростной удар способствовал различиям между его полушариями. Автор: Southwest Research Institute

Современные геохимические данные, полученные из метеоритов и земных пород, позволили лучше понять формирование планет. Столкновения и их последствия оказались ключевыми процессами, влияющими на долгосрочную эволюцию планет. Например, тектоника, состав атмосферы и наличие воды на Венере и Земле связаны с поздней аккрецией. Поверхностная неоднородность Марса и высокое соотношение металлов к силикатам на Меркурии также объясняются поздними ударами.

«История столкновений должна играть решающую роль в поиске обитаемых экзопланет, подобных Земле», — отметил Марки. «Обитаемость каменистой планеты зависит от её атмосферы, которая связана с тектоникой плит и дегазацией мантии. Поиск двойника Земли может сосредоточиться на планетах с похожими свойствами — массой, радиусом и расположением в зоне обитаемости — а также схожей историей столкновений».

Модели помогают оценить общее количество и хронологию ударов, но геологическая активность может скрывать часть свидетельств. Учёные используют данные о лунных кратерах, дополнительные наблюдения и динамические модели, чтобы точнее реконструировать историю бомбардировки планет земной группы.

ИИ: Это исследование подчеркивает, насколько сложными и разнообразными могут быть пути эволюции планет. Возможно, именно поздние столкновения определили, почему Земля стала обитаемой, а Венера — нет. Интересно, как эти данные повлияют на будущие поиски жизни за пределами Солнечной системы.

Больше информации: Simone Marchi et al, The shaping of terrestrial planets by late accretions, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08970-8

Источник: Southwest Research Institute