Z mnohých dôvodov sa Venuša niekedy označuje ako „Zemský dvojča“ (alebo „Sestra planéta“, podľa toho, koho sa pýtate). Podobne ako Zem má prírodnú (t. J. Skalnatú) zloženú zo silikátových minerálov a kovov, ktoré sa rozlišujú medzi jadrom zo železa a niklu a silikátovým plášťom a kôrou. Ale pokiaľ ide o ich príslušné atmosféry a magnetické polia, naše dve planéty sa nemohli líšiť.
Astronómovia sa už nejaký čas snažia odpovedať na to, prečo má Zem magnetické pole (ktoré mu umožňuje zachovať hustú atmosféru) a Venuša to nerobí. Podľa novej štúdie, ktorú vypracovala medzinárodná skupina vedcov, môže mať niečo spoločné s masívnym dopadom, ku ktorému došlo v minulosti. Pretože sa zdá, že Venuša nikdy taký vplyv neutrpela, nikdy nevyvinula dynamo potrebné na vytvorenie magnetického poľa.
Štúdia s názvom „Tvorba, stratifikácia a miešanie jadier Zeme a Venuše“ sa nedávno objavila vo vedeckom časopise. Planetárne listy Zeme a vedy, Štúdiu viedla Seth A. Jacobson z University of Northwestern University a jej členmi boli Observatory de la Côte d´Azur, Bayreuthská univerzita, Tokijský technologický inštitút a Carnegieho inštitúcia vo Washingtone.
Kvôli štúdiu začal Jacobson a jeho kolegovia v prvom rade uvažovať o tom, ako sa tvoria pozemské planéty. Podľa najrozšírenejších modelov formovania planéty nie sú pozemské planéty tvorené v jedinom štádiu, ale zo série akréčnych udalostí charakterizovaných zrážkami s planetesimálmi a planetárnymi embryami - z ktorých väčšina má vlastné jadrá.
Posledné štúdie o vysokotlakovej minerálnej fyzike a o orbitálnej dynamike tiež naznačili, že planétové jadrá sa rozvíjajú stratifikovanou štruktúrou. Dôvodom je to, ako sa v priebehu procesu vpravuje do tekutého kovu vyššie množstvo ľahkých prvkov, ktoré by sa potom znižovalo a tvorilo jadro planéty pri zvyšovaní teploty a tlaku.
Takéto stratifikované jadro by nebolo schopné prúdenia, čo sa považuje za to, čo umožňuje magnetické pole Zeme. Takéto modely sú navyše nezlučiteľné so seizmologickými štúdiami, ktoré naznačujú, že jadro Zeme pozostáva väčšinou zo železa a niklu, zatiaľ čo približne 10% jeho hmotnosti tvoria svetelné prvky - napríklad kremík, kyslík, síra a ďalšie. Jeho vonkajšie jadro je podobne homogénne a skladá sa z takmer rovnakých prvkov.
Ako Dr. Jacobson vysvetlil časopisu Space Magazine e-mailom:
„Pozemské planéty rástli zo sledu akréčných (nárazových) udalostí, takže jadro rástlo aj viacstupňovým spôsobom. Viacstupňová formácia jadra vytvára vrstvenú stabilnú stratifikovanú štruktúru hustoty v jadre, pretože ľahké prvky sa v neskoršom pridávaní jadra stále viac začleňujú. Svetelné prvky ako O, Si a S sa čoraz viac delia na kvapaliny tvoriace jadro počas formovania jadra, keď sú tlaky a teploty vyššie, takže neskoršie udalosti tvoriace jadro začleňujú viac týchto prvkov do jadra, pretože Zem je väčšia, a preto sú tlaky a teploty vyššie ,
„Toto vytvára stabilnú stratifikáciu, ktorá zabraňuje dlhotrvajúcemu geodynamiku a planetárnemu magnetickému poľu. Toto je naša hypotéza o Venuši. V prípade Zeme si myslíme, že dopad formovania Mesiaca bol dosť silný na to, aby mechanicky zmiešal jadro Zeme a umožnil dlhotrvajúcemu geodynamiku generovať dnešné planetárne magnetické pole. ““
Na doplnenie tohto zmätku sa uskutočnili paleomagnetické štúdie, ktoré naznačujú, že magnetické pole Zeme existuje najmenej 4,2 miliardy rokov (približne 340 miliónov rokov po jeho vytvorení). Z toho dôvodu prirodzene vyvstáva otázka, čo by mohlo zodpovedať súčasnému stavu prúdenia a ako k nemu došlo. Kvôli štúdiu Jacobson a jeho tím zvažujú možnosť, že by to mohol mať obrovský dopad. Ako uviedol Jacobson:
„Energetické dopady mechanicky zmiešajú jadro, a tak môžu zničiť stabilnú stratifikáciu. Stabilná stratifikácia zabraňuje konvekcii, ktorá inhibuje geodynamo. Odstránenie stratifikácie umožní fungovanie dynama. “
Energia tohto dopadu by v podstate otriasla jadrom, čím by sa vytvoril jednotný homogénny región, v rámci ktorého by mohol fungovať dlhodobý geodynamo. Vzhľadom na vek magnetického poľa Zeme je to v súlade s teóriou nárazu Theia, kde sa predpokladá, že objekt veľkosti Marsu sa zrazil so Zemou pred 4,51 miliardami rokov a viedol k vytvoreniu systému Zem-Mesiac.
Tento vplyv mohol spôsobiť, že jadro Zeme sa stratilo na homogénne a počas nasledujúcich 300 miliónov rokov by tlakové a teplotné podmienky mohli spôsobiť, že by sa rozlišovalo medzi pevným vnútorným jadrom a tekutým vonkajším jadrom. Výsledkom rotácie vo vonkajšom jadre bol dynamický efekt, ktorý chránil našu atmosféru pri jej formovaní.
Semená tejto teórie boli predstavené minulý rok na 47. lunárnej a planetárnej vedeckej konferencii v Woodlands v Texase. Miki Nakajima z Caltech - jeden zo spoluautorov tejto najnovšej štúdie - a David J. Stevenson z Carnegieho inštitúcie vo Washingtone počas prezentácie s názvom „Dynamické miešanie jadrových jadier obrovskými dopadmi“. V tom čase naznačovali, že stratifikácia jadra Zeme sa mohla obnoviť rovnakým dopadom, aký utvoril Mesiac.
Bola to štúdia Nakajima a Stevensona, ktorá ukázala, ako by najsilnejšie dopady mohli pozdvihnúť jadro planét neskoro v ich rozrastaní. Na základe toho Jacobson a ďalší spoluautori aplikovali modely toho, ako sa Zem a Venuša hromadili z disku pevných látok a plynu o proto-slnku. Použili tiež výpočty toho, ako Zem a Venuša rástli, na základe chémie plášťa a jadra každej planéty pri každej prírastkovej udalosti.
Význam tejto štúdie z hľadiska toho, ako súvisí s vývojom Zeme a vznikom života, nemožno podceňovať. Ak je magnetosféra Zeme výsledkom neskorého energetického nárazu, potom by takéto dopady mohli byť veľmi dobrým rozdielom medzi obývaním našej planéty alebo príliš chladným a suchým (ako Mars) alebo príliš horúcim a pekelným (ako Venuša). Ako Jacobson uzavrel:
„Planétové magnetické polia chránia planéty a život na planéte pred škodlivým kozmickým žiarením. Ak je pre planetárne magnetické pole potrebný neskorý, násilný a obrovský náraz, môže byť taký dopad potrebný pre život. ““
Pri pohľade nad rámec našej slnečnej sústavy má tento dokument dôsledky aj pri štúdiu mimoslnečných planét. Aj tu môže byť rozdiel medzi obývateľnou alebo neobývateľnou planétou obmedzený na vysokoenergetické vplyvy, ktoré sú súčasťou skorej histórie systému. V budúcnosti, keď študujú mimoslnečné planéty a hľadajú príznaky obývateľnosti, môžu byť vedci veľmi nútení položiť jednu jednoduchú otázku: „Bolo to dosť tvrdo zasiahnuté?“
