Akresi Tahap Akhir dan Dampak Raksasa

Fase akhir yang kacau dalam pembentukan planet terestrial, ketika beberapa lusin embrio berukuran Bulan hingga Mars bertabrakan untuk membentuk planet-planet berbatu.

Definition

Akresi tahap akhir adalah fase terakhir pembentukan planet terestrial di mana embrio planet besar bertabrakan dan bergabung melalui dampak raksasa, menyelesaikan perakitan planet-planet berbatu.

Scope

Topik ini mencakup tahap terakhir pembentukan planet berbatu, di mana interaksi gravitasi antar embrio planet mendorong orbit yang saling bersilangan dan serangkaian tabrakan raksasa selama puluhan juta tahun. Ini mencakup model N-body perakitan planet terestrial, energi dan akibat dampak raksasa seperti lautan magma dan penggabungan inti, asal-usul Bulan dari dampak raksasa, dan peran akresi akhir dalam mengantarkan volatil dan unsur-unsur sangat siderofil dari mantel planet.

Core questions

• Bagaimana interaksi gravitasi antar embrio mengarah pada jumlah dan jarak akhir planet terestrial?
• Bagaimana kondisi dampak yang membentuk Bulan, dan mengapa Bulan kekurangan besi?
• Bagaimana dampak raksasa mengatur keadaan putaran, kemiringan, dan komposisi massal planet-planet berbatu?
• Berapa banyak air dan volatil Bumi yang tiba selama dan setelah akresi akhir?

Key theories

Asal-usul Bulan dari dampak raksasa

Tabrakan antara proto-Bumi dan benda seukuran Mars mengeluarkan cakram material yang sebagian besar mantel dari mana Bulan terakresi, menjelaskan inti besi Bulan yang kecil dan momentum sudut tinggi sistem Bumi-Bulan.

Perakitan planet terestrial yang kacau

Simulasi N-body menunjukkan bahwa populasi embrio planet berevolusi melalui orbit yang bersilangan dan tabrakan raksasa stokastik menjadi sejumlah kecil planet terestrial, secara alami menghasilkan variasi dalam massa dan putarannya.

Mechanisms

Setelah cakram gas menghilang, gangguan gravitasi menggerakkan orbit embrio planet hingga mereka bersilangan dan bertabrakan. Dampak raksasa melepaskan energi yang sangat besar, melelehkan planet menjadi lautan magma, menggabungkan inti logam, dan mengeluarkan puing-puing yang dapat terakresi kembali atau membentuk satelit. Pembombardiran berkelanjutan setelah pembentukan inti, yang disebut akresi akhir, menambahkan lapisan material ke mantel.

Clinical relevance

Dampak raksasa menjelaskan fitur-fitur utama planet berbatu dan Bulan, serta membantu membatasi pengiriman air dan volatil penting bagi kehidupan ke Bumi purba.

History

Hipotesis dampak raksasa untuk Bulan muncul pada pertengahan 1970-an dari karya Hartmann dan Davis dan, secara independen, Cameron dan Ward, serta memperoleh dukungan kuantitatif dari simulasi hidrodinamika seperti yang dilakukan oleh Canup dan Asphaug pada tahun 2001. Studi N-body dari tahun 1990-an dan seterusnya menetapkan gambaran pembentukan planet terestrial yang kacau dan didominasi tabrakan.

Debates

Kesamaan isotop Bumi dan Bulan

Komposisi isotop Bumi dan Bulan yang hampir identik sulit diselaraskan dengan Bulan yang sebagian besar terbentuk dari penabrak, memotivasi berbagai skenario dampak energi tinggi alternatif.

Key figures

• William Hartmann
• Robin Canup
• Erik Asphaug
• John Chambers

Seminal works

• hartmanndavis1975
• canup2001
• chambers2001

Frequently asked questions

Bagaimana Bulan terbentuk?

Pandangan utama adalah bahwa benda seukuran Mars menabrak Bumi muda, melemparkan batuan cair dan menguap ke orbit, dari mana Bulan dengan cepat terakresi; ini menjelaskan inti besi Bulan yang kecil.

Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk perakitan akhir Bumi?

Model dan penanggalan isotop menunjukkan bahwa Bumi menyelesaikan sebagian besar pertumbuhannya dalam waktu sekitar seratus juta tahun pertama sejarah Tata Surya, diakhiri dengan dampak pembentuk Bulan.