Dane dotyczące wieku niektórych klas meteorytów umożliwiły uzyskanie nowych ustaleń na temat pochodzenia małych, bogatych w wodę ciał astronomicznych we wczesnym Układzie Słonecznym. Te tak zwane planetozymale nieustannie dostarczały materiałów budowlanych dla planet — również dla Ziemi, której pierwotny materiał zawierał mało wody. Ziemia otrzymywała swoją faktyczną wodę za pośrednictwem planetozymali, które pojawiały się w niskich temperaturach w zewnętrznym Układzie Słonecznym. Lód był tam dostępny jako woda w stanie stałym — w przeciwieństwie do małych ciał, które ewoluowały wcześniej i były na to zbyt gorące, będąc bliżej Słońca. Modele obliczeniowe przeprowadzone przez międzynarodowy zespół badawczy, z udziałem naukowców zajmujących się Ziemią z Uniwersytetu w Heidelbergu, wykazały to na podstawie danych dotyczących wieku, z których byli również w stanie odczytać ewolucję termiczną ciał macierzystych.
Planety naszego układu słonecznego uformowały się razem ze swoją gwiazdą macierzystą, podobnie jak Ziemia, która wyłoniła się około 4,5 miliarda lat temu wokół Słońca. Stało się to w strefie nadającej się do zamieszkania, co oznaczało, że na jej powierzchni mogła istnieć woda w postaci ciekłej. Ziemia, podobnie jak inne planety, również wyrosła z planetozymali. Powstają one, gdy duże ilości cząstek pyłu gromadzą się w strefach wysokiego ciśnienia o średnicy kilku tysięcy kilometrów i zapadają się pod wpływem własnej grawitacji. „Te małe ciała nie tylko dostarczały materiałów budowlanych dla planet” — wyjaśnia prof. dr Mario Trieloff, który kieruje Laboratorium Kosmochemii im. Klausa Tschiry w Instytucie Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Heidelbergu. Są również źródłem wody na Ziemi — dodaje naukowiec.
Okoliczności, w jakich planetozymale faktycznie powstały we wczesnym Układzie Słonecznym, i czy było to możliwe również przez znaczne okresy czasu, nie zostały do tej pory ostatecznie wyjaśnione. Ważne informacje w tym zakresie dostarczają dane dotyczące wieku niektórych klas meteorytów, które w pewnym momencie oddzieliły się od małych planet. Współpracując z kolegami z Berlina, Bayreuth i Zurychu (Szwajcaria), naukowcy z Heidelbergu wyprowadzili ewolucję termiczną i punkt pochodzenia ciał macierzystych na podstawie tych danych. Wykazują, że niektóre planetozymale uformowały się bardzo szybko, czyli w ciągu mniej niż dwóch milionów lat. W takim przypadku nagrzały się tak mocno, że stopiły się i straciły wszystkie lotne pierwiastki, w tym wodę.
Inne planetozymale, zgodnie z wynikami obecnych badań, powstały później w niższych temperaturach w zewnętrznym układzie słonecznym; były one częściowo w stanie zachować wodę związaną w kryształach. Fakt, że te małe ciała były również w stanie nieustannie formować się na późniejszych etapach układu słonecznego, jest, według naukowców, wynikiem różnych opóźniających efektów przeciwdziałających mechanizmom szybkiego powstawania, na przykład zderzeń między aglomeratami pyłu − materiałami budulcowymi planetozymali − które zapobiegały szybkiemu wzrostowi małych planet.
„Ziemia w procesie swojego wzrostu zgromadziła takie małe, bogate w wodę planety lub ich fragmenty w postaci asteroidów lub meteorytów i to jest jedyny powód, dla którego nie stała się planetą suchą jak pieprz, nieprzyjazną dla życia” – mówi dr Wladimir Neumann, pierwszy autor badania, które opiera się na badaniach przeprowadzonych na Uniwersytecie w Heidelbergu, w Instytucie Badań Planetarnych Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki oraz w Instytucie Geodezji Uniwersytetu Technicznego w Berlinie.
Ponieważ pochodzenie planetozymali w pozasłonecznych układach planetarnych opiera się na tych samych prawach fizycznych, co w naszym układzie słonecznym, naukowcy zakładają, że planety podobne do Ziemi mogą istnieć również w innych regionach kosmosu. Jeśli w trakcie swojej historii ewolucyjnej otrzymywały wodę z małych ciał, mogły spełniać warunki wstępne powstania życia, według prof. Trieloffa.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nature Scientific Reports. W badaniach uczestniczyli naukowcy z TU Berlin, Niemieckiego Centrum Aeronautyki i Kosmonautyki, ETH Zurich (Szwajcaria) i Uniwersytetu w Bayreuth. Finansowanie badań pochodziło z Niemieckiej Fundacji Badawczej, Fundacji Klausa Tschiry i Międzynarodowego Instytutu Nauk Kosmicznych w Bernie (Szwajcaria) i Pekinie (Chiny).