Analysera en blandning av jordprover och meteoriter, forskare från University of Bristol har kastat nytt ljus över händelseförloppet som ledde till skapandet av planeterna Jorden och Mars.

Planeter växer genom en ansamlingsprocess - en gradvis ackumulering av ytterligare material - där de krockar med sina grannar.

Detta är ofta en kaotisk process och material går både förlorat och vunnit.

Massiva planetkroppar som slår i flera kilometer per sekund genererar betydande värme som, i tur och ordning, producerar magmahav och tillfälliga atmosfärer av förångat berg.

Innan planeterna blir ungefär lika stora som Mars, gravitationsattraktionen är för svag för att hålla fast vid denna dåliga silikatatmosfär.

Upprepad förlust av detta ånghölje under fortsatt kollisionstillväxt gör att planetens sammansättning förändras avsevärt.

Dr Remco Hin från University of Bristols School of Earth Sciences, ledde forskningen som publiceras idag i Natur .

Han sa:"Vi har tillhandahållit bevis för att en sådan sekvens av händelser inträffade i bildandet av jorden och Mars, med hjälp av högprecisionsmätningar av deras magnesiumisotopkompositioner.

"Magnesiumisotopförhållanden förändras som ett resultat av silikatångförlust, som företrädesvis innehåller de lättare isotoperna. På det här sättet, vi uppskattade att mer än 40 procent av jordens massa gick förlorad under dess konstruktion.

"Det här cowboybyggandet, som en av mina medförfattare beskrev det, var också ansvarig för att skapa jordens unika komposition."

Forskningen utfördes i ett försök att lösa en decennier lång debatt inom jord- och planetvetenskap om ursprunget till särskiljande, flyktiga dåliga sammansättningar av planeter.

Var detta ett resultat av processer som verkade i blandningen av gas och damm i nebulosan i det tidigaste solsystemet eller är det en följd av deras våldsamma tillväxt?

Forskare analyserade prover av jorden tillsammans med meteoriter från Mars och asteroiden Vesta, använda en ny teknik för att få högre kvalitet (mer exakta och mer exakta) mätningar av magnesiumisotopförhållanden än vad som tidigare erhållits.

De viktigaste resultaten är trefaldiga:

• Jorden, Mars och asteroiden Vesta har distinkta magnesiumisotopförhållanden från alla rimliga nebulosans utgångsmaterial
• De isotopiskt tunga magnesiumisotopsammansättningarna på planeter identifierar betydande (~40 procent) massförlust efter upprepade episoder av förångning under deras ansamling
• Denna slarviga konstruktionsprocess resulterar i andra kemiska förändringar under tillväxten som genererar jordens unika kemiska egenskaper.

Dr Hin tillade:"Vårt arbete förändrar vår syn på hur planeter uppnår sina fysiska och kemiska egenskaper.

"Medan det tidigare var känt att att bygga planeter är en våldsam process och att sammansättningen av planeter som jorden är distinkta, det var inte klart att dessa funktioner var kopplade.

"Vi visar nu att ångförlust under högenergikollisioner av planetarisk accretion har en djupgående effekt på en planets sammansättning.

"Denna process verkar vara vanlig för planetbyggnad i allmänhet, inte bara för jorden och Mars, men för alla planeter i vårt solsystem och förmodligen bortom, men skillnader i kollisionshistorier för planeter kommer att skapa en mångfald i deras kompositioner."