Вчені з Копенгагенського університету встановили, що Земля та Марс формувалися за різними сценаріями, хоча обидві планети виникли близько 4,5 млрд років тому в молодій Сонячній системі. Дослідження показало, що Земля отримала значну частину матеріалу через накопичення дрібних твердих частинок, тоді як у формуванні Марса більшу роль відіграли великі планетезималі.
Дослідники проаналізували хімічний склад Землі та Марса, приділивши особливу увагу летким і помірно летким елементам, зокрема натрію, калію та цинку. Такі речовини можуть зберігати інформацію про умови, за яких формувався матеріал планети, оскільки частина з них випаровується за дуже високих температур.
Отримані дані свідчать, що щонайменше близько 75% матеріалу силікатної Землі могло надійти з двох протопланет, які зростали переважно завдяки акреції дрібних частинок, відомих як «галька». Решта матеріалу, за базовою моделлю, була пов’язана з більшими тілами, подібними за складом до астероїда Веста. За іншого набору припущень частка такого матеріалу могла бути більшою.
Для Марса картина виявилася іншою. За основною моделлю близько 27% його матеріалу могло бути отримано внаслідок акреції дрібних частинок, тоді як приблизно 73% припало на планетезималі. Таким чином, у ранній історії Червоної планети зіткнення та злиття великих тіл мали значно більшу роль, ніж у процесі формування Землі.
Науковці пов’язують таку різницю з температурними умовами та втратою летких речовин під час росту планет. Великі планетезималі могли нагріватися внаслідок радіоактивного розпаду та потужних зіткнень. Це спричиняло плавлення матеріалу й випаровування частини хімічних елементів. Під час акреції дрібних частинок відбувалися інші процеси нагрівання та випаровування.
Для визначення співвідношення різних джерел матеріалу автори застосували хімічне моделювання та байєсівський аналіз. Такий підхід дав змогу зіставити сучасний склад планет із передбачуваним складом речовини, з якої вони формувалися на ранніх етапах існування Сонячної системи.
Результати не свідчать про те, що Земля сформувалася лише з пилу, а Марс — виключно з великих астероїдів. Обидва механізми діяли одночасно, однак їхній внесок був різним. Нова модель пояснює, чому хімічний склад двох кам’янистих планет має відмінності, незважаючи на їхнє спільне походження в одному протопланетному диску.
Висновки можуть бути важливими для дослідження екзопланет. За хімічними характеристиками кам’янистих світів астрономи намагаються встановити, з якого матеріалу вони сформувалися та які процеси відбувалися під час їхнього росту. Особливий інтерес становлять леткі елементи, оскільки їхня наявність пов’язана з умовами формування атмосфери, води та інших речовин, важливих для подальшої еволюції планети.
Дослідження було проведене міжнародною групою науковців за участю фахівців Копенгагенського університету та ETH Zürich. Стаття була прийнята до публікації в серпні 2026 року, а остаточна версія дослідження вийшла у вересні. Автори зазначають, що отримані результати допомагають уточнити моделі формування кам’янистих планет і можуть використовуватися для порівняння Землі, Марса та планет за межами Сонячної системи.
Земля сформувалася приблизно 4,54 млрд років тому, а Марс — приблизно в той самий період. Марс має меншу масу й радіус, ніж Земля, через що його внутрішня еволюція відбувалася швидше. Сьогодні науковці вивчають склад Червоної планети за допомогою орбітальних апаратів, посадкових станцій та марсоходів, а зразки земних метеоритів дають змогу порівнювати хімічні характеристики різних тіл ранньої Сонячної системи.
