ETH Curych | Svět2000

Před prvním použitím vysušte, přidejte radiaci a máte modrou planetu

10. 4. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 4 min read 43 Zobrazení ETH Curych, radiace, Sluneční soustava, voda, Země

Geofyzika návod Nové Sluneční soustava suchá planeta Vesmírné objevy Země

Voda pokrývá více než dvě třetiny zemského povrchu, ale z astronomického hlediska se vnitřní terestrické planety naší sluneční soustavy jeví jako velmi suché. Naštěstí, protože i toho dobrého může být někdy příliš.

Nezodpovězené otázky vzniku naši úžasné planety nedá vědcům spát. V ETH Curych provedli několik pokusů, které je přivedly k zajímavým závěrům. Zjistili, že pokud je obsah vody na skalnaté planetě výrazně vyšší než na Zemi, je křemičitý plášť pokrytý hlubokým globálním oceánem a neproniknutelnou vrstvou ledu. To brání geochemickým procesům, jako je uhlíkový cyklus na Zemi, které stabilizují klima a vytvářejí povrchové podmínky příznivé pro život, jak jej známe.

Zdá se tedy, že jsme měli prostě mimořádné štěstí. Opravdu? Nebo zde působí systematické jevy, které odlišují planetární systémy podobné sluneční soustavě od ostatních?

Pevný zemský povrch a mírné klima, můžou být částečně způsobené přítomností masivní hvězdy v prostředí, kde vznikalo Slunce. Nebýt radioaktivních prvků, které se do raného sluneční soustavy dostaly právě z této hvězdy, mohla být naše domovská planeta nepřátelským oceánským světem pokrytým globálními ledovými štíty. K tomuto závěru dospěly počítačové simulace vzniku planet, kterou prováděli vědci z ETH v Curychu.

Planetární soustavy, které vznikají v hustých a hmotných oblastech tvorby hvězd, zdědí značné množství hliníku-26, který před akrecí vysuší jejich stavební kameny (vlevo). Planety vznikající v oblastech tvorby hvězd s nízkou hmotností akreují (akreace - růst anorganických těles přirůstáním nových částic na vnější straně) mnoho těles bohatých na vodu a vznikají jako oceánské světy (vpravo). — POPIS: Planetární soustavy, které vznikají v hustých a hmotných oblastech, kde se rodí hvězdy, zdědí značné množství hliníku-26, který před akrecí vysuší jejich stavební kameny (vlevo). Planety vznikající v oblastech tvorby hvězd s nízkou hmotností akreují *(akreace – růst anorganických těles přirůstáním nových částic na vnější straně)****mnoho těles bohatých na vodu a vznikají jako oceánské světy (vpravo).***

Vědci vyvinuli počítačové modely, které simulují vznik planet z jejich stavebních bloků, tzv. planetesimálů – skalnato/ledových těles o velikosti pravděpodobně desítek kilometrů. Během zrodu planetární soustavy se planetesimály tvoří v disku prachu a plynu kolem mladé hvězdy a rostou v planetární embrya.

Současná myšlenka je, že Země zdědila většinu své vody z těchto částečně na vodu bohatých planetesimálů. Pokud však terestrická planeta nabere hodně materiálu zpoza tzv. sněžné linie, přijímá příliš mnoho vody. Jak se však ukazuje, pokud se tyto planetesimály zahřívají zevnitř, část počátečního obsahu vodního ledu se odpaří a unikne do vesmíru, než se může dostat k samotné planetě.

Radioaktivní tepelný motor

Přesně k tomu mohlo dojít krátce po zrodu naší sluneční soustavy před 4,6 miliardami let. Znamená to tedy, že na mnoha místech v galaxii může probíhat dodnes. Jak naznačují také prvotní stopy v meteoritech. Těsně v době, kdy se zformovalo proto-Slunce, došlo v kosmickém okolí k supernově. Radioaktivní prvky včetně hliníku-26 (Al-26) byly v této umírající hmotné hvězdě fúzované a vstřikované do naší mladé sluneční soustavy, buď z jejích nadměrných hvězdných větrů, nebo prostřednictvím výronů supernovy po explozi.

Rozpadající se Al-26 poté zevnitř zahříval a vysušoval planetesimály, které dodávaly vodu. Ve svých počítačových modelech vědci dokázali, že radiogenní ohřev slunečních nebo vyšších hladin Al-26 v rozvíjející se planetární soustavě systematicky dehydratuje planetesimály před akrecí na planetární embrya.

Výsledky vědeckých simulací naznačují, že existují dva kvalitativně odlišné typy planetárních systémů. Existují ty, které jsou podobné naší sluneční soustavě, jejichž planety mají málo vody. Naproti tomu existují ty, ve kterých vznikají primárně oceánské světy, protože v době vzniku jejich hostitelské soustavy nebyla v okolí žádná hmotná hvězda a tedy ani Al-26. Přítomnost Al-26 během formování planetesimálů může způsobit řádový rozdíl v planetárních vodních rozpočtech mezi těmito dvěma druhy planetárních systémů.

Zůstávají zde ale další otázky, které budou muset zodpovědět budoucí výzkumy. Bude potřeba například prozkoumat, jak dehydratace Al-26 souvisí s růstem formujících se obřích planet, jako je proto-Jupiter v rané sluneční soustavě.

Vědci proto netrpělivě očekávají zahájení nadcházejících vesmírných misí, během nichž bude možné pozorovat exoplanety velikosti Země mimo naši sluneční soustavu. Tyto mise přiblíží lidstvo k pochopení toho, zda je naše domovská planeta jedinečná, nebo zda existuje „nekonečné množství světů stejného druhu jako ten náš“.

Zdroj: Tim Lichtenberg, hlavní autor doktorské práce z ústavu astronomie a geofyziky na ETH v Curychu; ETH Curych; https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2019/02/better-dry-a-rocky-planet-before-use.html; Národní centrum kompetence ve výzkumu Planet ve Švýcarsku; STim Lichtenberg a kol. Dichotomie vodního rozpočtu skalních protoplanet z ohřevu 26Al, Nature Astronomy Letters, Nature Astronomy Letters, 11. února 2019, DOI: 10.1038/s41550-018-0688-5

Nová záhada planety Země. Stavební kameny nepocházejí z vnější části sluneční soustavy, ale přímo odtud

2. 4. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 4 min read 76 Zobrazení asteroidy, atomy, chemické složení, ETH Curych, izotopy, materiál, meteority, Sluneční soustava, stavební bloky, Země

Astrofyzika Astronomie Nové TOP 10 Vědecké objevy

Výpočty to ukazují jasně. Stavební materiál Země pochází z jediného materiálového rezervoáru. Vědci byli ohromeni, když zjistili, že Země je složená výhradně z materiálů z vnitřní Sluneční soustavy.

Naše planeta má zcela odlišné složení od jakékoli kombinace existujících meteoritů. Materiál z vnější sluneční soustavy naopak pravděpodobně tvoří méně než dvě procenta hmotnosti Země, nebo dokonce vůbec nic.

Chemické složení meteoritů a asteroidů funguje stejně jako otisk prstu. Poskytuje informace o původu stavebních materiálů, které vytvořily Zemi. Na základě nové analýzy stávajících dat vědci ukazují, že tento materiál musí pocházet výhradně z vnitřní sluneční soustavy. Materiál, ze kterého byla Země vytvořená je totiž podobný materiálu, který se nachází na Marsu a asteroidu Vesta.

Vědci z Curychu, kteří provedli novou analýzu, naznačuje, že materiál, ze kterého je naše planeta, pochází výhradně z vnitřní sluneční soustavy. Původní teorie je tímto opět v háji a vědci můžou začít s vysvětlováním od píky. Nu což, celou dobu šlo přece jen o teorii a důkazy jsou důkazy…

Země je tedy součástí trendové linie táhnoucí se od Slunce. Tento blízký vztah také umožňuje předpovědi o složení Venuše a Merkuru, z nichž zatím nemáme žádné známé vzorky.

Zrodila se za Jupiterem?

Planetární vědci dlouho debatují o původu materiálu, který formoval naši Zemi. Navzdory její poloze ve vnitřní sluneční soustavě považují za pravděpodobné, že 6–40 procent tohoto materiálu muselo pocházet z vnější sluneční soustavy, tj. z oblasti za Jupiterem.

Dlouhou dobu byl materiál z vnější sluneční soustavy považovaný za nezbytný pro přenos těkavých složek, jako je voda. Proto muselo během formování Země docházet také k výměně materiálu mezi vnější a vnitřní sluneční soustavou. Je to ale skutečně pravda?

Sourozenecké atomy

Vědci Paolo Sossi a Dan Bower z ETH Curich porovnali existující data o izotopových poměrech široké škály meteoritů, včetně těch, které pocházejí z Marsu a asteroidu Vesta, s údaji ze Země. Izotopy jsou sourozenecké atomy stejného prvku (stejný počet protonů), které mají různou hmotnost (různý počet neutronů).

Vědci analyzovali tato data novým způsobem a dospěli k překvapivému závěru: materiál, ze kterého je Země složená, pochází výhradně z vnitřní oblasti Sluneční soustavy.

Vědci z ETH pro svou studii použili existující data o deseti různých izotopových systémech z meteoritů a analyzovali je pomocí specializované statistické metody. Předchozí studie se většinou zabývaly pouze dvěma izotopovými systémy. Prováděli statistické výpočty, které se v geochemii používají jen zřídka, přestože jsou mocným nástrojem.

Izotopový podpis odhaluje původ

K určení původu nebeských těles používají vědci izotopy. To jim ukáže ze které části sluneční soustavy pocházejí. Historicky však k určení jejich původu bylo možné použít pouze různé izotopy prvku kyslíku.

Až na začátku roku 2010 americký vědec objevil, že k tomuto účelu lze použít i jiné izotopy, jako je chrom a titan. To umožnilo vědcům rozdělit meteority do dvou kategorií: neuhlíkaté, které vznikají výhradně ve vnitřní sluneční soustavě a uhlíkaté, které obsahují více vody a uhlíku a pocházejí z vnější sluneční soustavy.

Nová analýza odhaluje, že Země je složena výhradně z neuhlíkatého materiálu. Nebyly nalezené žádné důkazy o dříve předpokládané výměně mezi vnějšími a vnitřními rezervoáry sluneční soustavy. Země tedy rostla v relativně statické soustavě a postupně do sebe začleňovala i menší sousední planety. To také naznačuje, že většina těkavých prvků, jako je voda, musela být přítomna ve vnitřní Sluneční soustavě.

Odlišné zásobníky hmoty

Ale proč v naší sluneční soustavě existují dva odlišné zásobníky hmoty? Vědci předpokládají, že se naše sluneční soustava během svého formování rozdělila na dva zásobníky kvůli rychlému růstu a velikosti Jupiteru. Gravitace plynného obra protrhla mezeru v protoplanetárním disku obíhajícím kolem mladého Slunce. Tyto disky mají prstencový tvar a skládají se z plynu a prachu; jsou rodištěm planet. Jupiter zabránil materiálu z vnější sluneční soustavy vstoupit do vnitřní oblasti. Rozsah, do jaké byla tato bariéra propustná, však dosud nebyl jasný.

Vědci také předpokládají, že Venuše a Merkur leží na stejné linii. To však nelze analyticky ověřit, protože vědci v současné době nemají k dispozici žádné vzorky hornin z Merkuru a Venuše, což jsou dvě nejvnitřnější planety Sluneční soustavy.

Zdroj: ETH Curych, Švýcarsko; https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2026/03/the-earth-formed-from-local-building-blocks.htm;Sossi PA, Bower DJ. Homogenní akrece Země ve vnitřní sluneční soustavě, Nature Astronomy, 27. března 2026, DOI: 10.1038/s41550-026-02824-7