We wnętrzu Ziemi mogą skrywać się pozostałości protoplanety

Jakieś 4,5 miliarda lat temu w Ziemie uderzyła protoplaneta znana jako Theia. Jak zapewne wiesz, to właśnie ta kolizja sprawiła, że dzisiaj wokół naszej planety krąży wielki kawałek skały – Księżyc. A co w jej wyniku stało się z Theią? Jej część zapewne utworzyła właśnie Księżyc, a pozostałe fragmenty zostały pochłonięte przez Ziemię. Teraz naukowcy twierdzą, że te fragmenty mogą wciąż być „w jednym kawałku”.

Tajemnica ziemskiego płaszcza

Jeżeli pozostałości planety znanej jako Theia rzeczywiście zostały wchłonięte przez Ziemię (a przy tym nie zostały całkowicie roztopione i wymieszane z ziemską magmą), może to tłumaczyć, dlaczego dwie „plamy” gorącej skały wielkości kontynentu leżą teraz w płaszczu naszej planety. Jedna znajduje się pod Afryką, a druga pod Oceanem Spokojnym. Gdyby wyciągnąć je na powierzchnię, te byłyby 100 razy wyższe niż Mount Everest.

Uderzenie Thei doprowadziło zarówno do uformowania Księżyca, jak i przekształcenia powierzchni Ziemi w falujący ocean magmy. Niektórzy naukowcy twierdzą, że wspomniane plamy utworzyły się, gdy ten ocean ochłodził się i skrystalizował. Inni twierdzą, że plamy zawierają skały ziemskie, które w jakiś sposób uniknęły skutków kolizji i zostały pozostawione w nienaruszonym stanie przez miliardy lat, w pobliżu centrum planety. W zeszłym tygodniu, podczas Konferencji Nauk Księżycowych i Planetarnych, pewien doktorant geodynamiki z Uniwersytetu Stanowego Arizony – Qian Yuan – przedstawił jednak alternatywną hipotezę.

Pamiątki po kolizji z protoplanetą

Jak proponuje Yuan, po kolizji za sprawą której powstał Księżyc, gęsty materiał z płaszcza Thei zatopił się głęboko pod powierzchnią Ziemi, tworząc to, co dziś znamy jako „plamy”. Zgodnie z modelami doktoranta, skały o 1,5% do 3,5% gęstsze niż ziemskie nie wymieszałyby się z otaczającymi je skałami. Zamiast tego, te opadły na dno płaszcza, docierając blisko jądra Ziemi.

Badanie z 2019 roku, opublikowane w czasopiśmie Geochemistry, potwierdza tezę, że płaszcz Thei był gęstszy niż ziemski – o około 2 do 3,5%. Autorzy tego badania wyciągnęli owe wnioski na podstawie analizy skał księżycowych przywiezionych w ramach misji Apollo, które zawierały znacznie wyższy stosunek lekkiego wodoru (protu) do ciężkiego wodoru (deuteru) niż skały ziemskie.

Wizualizacja „plam” zlokalizowanych w ziemskim płaszczu. | Źródło: Wikimedia Commons/Sanne.cottaar [CC BY-SA 4.0]

Skoro Księżyc zawiera tak dużo lekkiego wodoru, Theia musiała być bardzo duża i bardzo sucha. W trakcie kolizji zapewne dorównywała ona wielkością Ziemi. Jej wnętrze było natomiast bardzo gęste, bogate w żelazo.

Zgodnie z teorią Yuana, podczas gdy lżejsze skały Thei zostały wystrzelone w przestrzeń kosmiczną i utworzyły Księżyc, fragmenty jej bogatego w żelazo płaszcza musiały zatopić się w płaszczu Ziemi, gdzie osiadły i utworzyły tajemnicze plamy. Rzecz jasna, nie wszyscy są przekonani, czy ta teoria jest słuszna, ale dopóki nie pojawią się jednoznaczne dowody, które wykluczą jej prawdziwość, nie można jej odrzucić.

Źródło: Science, fot. tyt. NASA/JPL-Caltech