Raziskovalna skupina z Inštituta Maxa Plancka za raziskave sončnega sistema (MPS) in Univerze v Chicagu je v reviji Science objavila obsežno študijo o izvoru Theie, nebesnega telesa, ki je pred približno 4,5 milijarde let trčilo z mlado Zemljo. Trk je po sodobnih znanstvenih razlagah spremenil velikost in zgradbo Zemlje ter sprožil nastanek Lune, vendar podrobnosti o tem, od kod je Theia prišla in iz česa je bila sestavljena, do zdaj niso bile natančno znane.
Raziskave otežuje dejstvo, da je bila Theia ob trku popolnoma uničena. Njene sledi je mogoče prepoznavati le posredno – v kemični in izotopski zgradbi Zemlje ter luninih kamnin. Avtorji nove študije so zato pripravili tako imenovani obratni inženiring nastanka planetov ter s tem poskušali določiti, kakšna bi morala biti sestava zgodnje Zemlje in Theie, da bi dobili današnja izmerjena izotopska razmerja.
Direktor MPS Thorsten Kleine je poudaril, da kemična zgradba ohranja sledove izvora: „Sestava telesa arhivira celotno zgodovino njegovega nastanka, vključno s krajem njegovega nastanka.“ Posebej pomembna so razmerja med posameznimi izotopi, saj so bili ti v zgodnjem Osončju neenakomerno porazdeljeni. Različni deli protoplanetarne meglice so vsebovali nekoliko drugačne izotopske podpise.
Primerjava Zemlje, Lune in meteoritskega materiala
Raziskovalci so z visoko natančnostjo izmerili razmerja izotopov železa v petnajstih zemeljskih kamninah in šestih vzorcih z Lune, zbranih med misijami Apollo. Rezultati so potrdili, da sta si Zemlja in Luna po izotopski sestavi izjemno podobni, kar je skladno z dosedanjimi meritvami drugih elementov, kot so krom, kalcij, titan in cirkonij.
Velika podobnost sicer potrjuje povezanost obeh teles, ne daje pa enoznačnega odgovora o izvoru Theie, saj je možnih scenarijev trka več. Luna bi lahko nastala skoraj izključno iz materiala Theie, lahko pa tudi iz kombinacije zgodnjega zemeljskega plašča in delcev trkajočega telesa.
Ker različni elementi odražajo različne faze nastajanja planetov, je ekipa razširila analizo še na izotope kroma, molibdena in cirkonija. Posamezni elementi dokazujejo, ali so se v zgodnji Zemlji vgradili pred ali po nastanku železnega jedra. Železo v Zemljinem plašču, na primer, naj bi pretežno prispelo po oblikovanju jedra, zato predstavlja pomembno sled materiala iz teles, ki so kasneje trčila v planet.
Theia je verjetno nastala bližje Soncu kot Zemlja
Raziskovalna skupina je iz izračunov izločila scenarije, ki so bili v nasprotju z meteoritskim referenčnim materialom ali geokemičnimi omejitvami. Avtorji poudarjajo, da je bila Theia po vseh pokazateljih v okolju, kjer so prevladovali nekoliko drugačni gradniki kot pri nastanku Zemlje.
Glavni avtor raziskave Timo Hopp pojasnjuje: „Najbolj prepričljiv scenarij je, da večina gradnikov Zemlje in Theie izvira iz notranjega Osončja. Zemlja in Theia sta bili verjetno sosedi.“ A če lahko zgodnjo Zemljo dobro opišemo kot mešanico znanih vrst meteoritov, to pri Theii ne drži popolnoma – njen material se ne ujema v celoti z nobenim doslej znanim razredom meteoritov.
Iz izotopskih podatkov tako izhaja, da je Theia lahko nastala iz prej neprepoznane skupine gradnikov, ki je krožila bliže Soncu kot območje, kjer se je oblikovala Zemlja. Rezultati tako nakazujejo, da je izvor telesa, ki je sodelovalo pri rojstvu Lune, še bolj notranji del Osončja, kot se je domnevalo doslej.
Foto: Freepik
