Ziemia i Księżyc uformowały się później niż zakładano

0

Według ogólnie przyjętej teorii, Ziemia i Księżyc uformowały się w wyniku kolizji dwóch ciał kosmicznych wielkości Wenus i Marsa. Do tej pory sądzono, że do tego wydarzenia doszło około 4,537 miliarda lat temu, gdy nasz formujący się układ liczył sobie zaledwie 30 milionów lat. Obecnie przeprowadzone badania przez zespół naukowców z Niels Bohr Institute wskazują jednak, że Ziemia i Księżyc uformowały się znacznie później – być może nawet 150 milionów lat po uformowaniu się Układu Słonecznego.

Planety naszego systemu powstały dzięki kolizji wielu małych obiektów uznawanych obecnie za planty karłowate, które krążyły wokół nowo narodzonego Słońca. Dzięki temu zmniejszała się ich liczba, jednocześnie rosła masa pojedynczych obiektów – właśnie dwa takie obiekty w wyniku kolizji uformowały naszą planetę i Księżyc. Co więcej, na tym etapie posiadały już jądra zbudowane z żelaza, otoczone przez lżejszy materiał skalny. Modele matematyczne wskazują, iż do kolizji doszło w czasie krótszym niż 24 godziny, a temperatura Ziemi wzrosła do 7000º C, co spowodowało stopienie zarówno metalicznego jądra jak i skał, z których składały się oba obiekty. To co pozostawało zagadką, to pytanie czy doszło do wymieszania się tych dwóch materiałów.

Do tej pory sądzono, iż stopione skały oraz żelazo uległy kompletnemu wymieszaniu. Nowe badania podważają jednak tę opinię.

Wiek Ziemi i Księżyca może być datowany dzięki badaniu obecności dwóch izotopów, wchodzących w skład ziemskiego płaszcza. Pierwszym z nich jest Hafn-182, substancja radioaktywna, która w procesie rozpadu przekształca się w drugi izotop – wolfram-182. Oba posiadają zupełnie inne właściwości chemiczne – o ile izotopy wolframu preferują łączyć się z metalami, to hafn preferuje krzemiany – na przykład skały.

Potrzeba około 50-60 milionów lat by cały hafn uległ rozpadowi i przekształceniu w wolfram. Podczas kolizji cały metal ‘spłynął’ do jądra Ziemi – kluczową kwestią jest jednak pytanie – czy cały wolfram przemieścił się do jądra?

Dzięki nowym procesom modelowania komputerowego, uwzględniającego turbulentne mieszanie się płynnych skał oraz mas żelaza, okazało się, że izotopy wolframu są w stanie pozostać w płaszczu Ziemi. Badania wydają się wskazywać, że do formowania się Księżyca doszło już po tym, jak hafn uległ całkowitemu przekształceniu w wolfram.

Rezultaty badań wskazują również, że metaliczne jądra oraz skały w kolizjach obiektów o średnicach większych niż 10 kilometrów nie są w stanie ulec całkowitemu wymieszaniu. Oznacza to, że ziemskie jądro nie usunęło wolframu z płaszcza prawdopodobnie nawet w 80-99 procentach podczas formowania się planety.

Przeprowadzone badania wskazują zatem, że Ziemia i Księżyc musiały powstać później niż się obecnie zakłada – nie 30, ale nawet 150 milionów lat po narodzinach Słońca i układu planetarnego.

Źródło: University of Copenhagen

Share.

Comments are closed.