A Naprendszeren belüli szomszédságuk ellenére a Föld és a Mars valószínűleg merőben eltérő fejlődési utat járt be mintegy 4,5 milliárd évvel ezelőtt – erre a következtetésre jutott a dán Globe Intézet kutatócsoportja Haiyan Wang és Anders Johansen vezetésével. A szakemberek a két égitest kémiai összetételét elemezték fejlett számítógépes szimulációk segítségével.
A kutatók a korai folyamatok rekonstruálásához a kőzetek nátrium-, kálium- és cinktartalmát vizsgálták. Mivel ezek az illékony elemek magas hőmérsékleten könnyen elpárolognak, koncentrációjuk pontos képet ad az égitestek keletkezési körülményeiről. A Föld és a Mars kőzetburkai számottevően kevesebbet őriztek meg ezekből az anyagokból, mint amennyi a Naprendszer ősi alapanyagában jelen volt.
A számítások szerint a Föld tömegének legalább 75 százalékát két olyan korai protobolygó adta, amelyek apró kőzetrészecskék és porszemcsék fokozatos befogásával gyarapodtak. A fennmaradó legfeljebb 25 százalék a Vesta aszteroidához hasonló kémiai összetételű planetezimálokból, azaz nagyobb bolygócsírákból származhatott.
A Mars esetében a kutatók ennek éppen a fordítottját tapasztalták: a vörös bolygó tömegének mintegy 73 százalékát a nagyobb bolygócsírák becsapódása és összeállása adhatta, míg a finom szemcsés kőzetpor mindössze a tömeg 27 százalékát tette ki. A szakemberek szerint a különbséget a szomszédos, jóval nagyobb tömegű protobolygók gravitációs zavaró hatása magyarázhatja, amely megakadályozhatta, hogy a korai Mars hatékonyan gyűjtse be a finomabb törmeléket.
A felvázolt modell ugyanakkor egyelőre valószínűségi elméletként kezelendő. A kutatóknak ugyanis feltételezniük kellett, hogy az ősi bolygócsírák kémiai jellemzői valóban megegyeztek a mai Vesta tulajdonságaival. Bár a kezdeti paraméterek módosítása némileg változtat a pontos arányokon, a két kőzetbolygó keletkezési mechanizmusa közötti markáns eltérés így is egyértelműen kimutatható.
Anders Johansen szerint az illékony elemek elvesztésének alaposabb megértése pontosabb képet adhat arról, mekkora víz- és illóanyag-készletek halmozódhatnak fel a kőzetbolygókon. Ezek a következtetések a jövőben a Naprendszeren kívüli, potenciálisan lakható exobolygók azonosításában is komoly segítséget nyújthatnak.
