Zem a Mesiac boli vytvorené ako výsledok obrovskej kolízie medzi dvoma planétami veľkosti Marsu a Venuše. Nový výskum však ukazuje, že Zem a Mesiac sa mohli vytvoriť oveľa neskôr - možno až 150 miliónov rokov po vytvorení slnečnej sústavy.
"Určili sme vek Zeme a Mesiaca pomocou izoskopov volfrámu, ktoré môžu odhaliť, či sa železné jadrá a ich kamenné povrchy počas zrážky zmiešali," uviedla Tais W. Dahl z inštitútu Niels Bohr na univerzite. v Kodani v spolupráci s profesorom Davidom J. Stevensonom z Kalifornského technologického inštitútu (Caltech).
Planéty v slnečnej sústave boli vytvorené zrážkami medzi planétovými embryami obiehajúcimi novonarodené slnko. V kolíziách sa malé planéty zrazili k sebe a tvorili väčšie a väčšie planéty. Keď došlo k obrovskej zrážke, ktorá nakoniec tvorila Zem a Mesiac, stalo sa to v čase, keď obe planétové telá mali jadro kovu (železo) a okolitý plášť silikátov (hornina). Kedy sa to však stalo a ako sa to stalo? K zrážke došlo za menej ako 24 hodín a teplota Zeme bola taká vysoká (7000 ° C), že hornina aj kov sa museli pri turbulentnej zrážke roztaviť. Bola však zmiešaná aj kamenná hmota a železná hmota?
Vek Zeme a Mesiaca možno datovať skúmaním prítomnosti určitých prvkov v zemskom plášti. Hafnium-182 je rádioaktívna látka, ktorá sa rozpadá a premieňa sa na izotop volfrám-182. Tieto dva prvky majú výrazne odlišné chemické vlastnosti a zatiaľ čo volfrámové izotopy preferujú väzbu s kovom, hafnium preferuje väzbu s kremičitanmi, t.j. horninou.
Trvá 50 až 60 miliónov rokov, kým sa celé hafnium rozpadne a premení sa na volfrám, a počas zrážky, ktorá tvorí mesiac, takmer všetok kov spadol do jadra Zeme. Ale išiel všetok volfrám do jadra?
„Študovali sme, do akej miery sa spolu kov a hornina spájajú počas zrážok planéty. Použitím dynamických modelových výpočtov turbulentného zmiešania tekutých horninových a železných hmôt sme zistili, že volfrámové izotopy zo skorej formácie Zeme zostávajú v skalnom plášti, “uviedol Tahl.
Nové štúdie naznačujú, že ku kolízii tvoriacej mesiac došlo potom, čo sa celé hafnium úplne rozpadlo na volfrám.
„Naše výsledky ukazujú, že kovové jadro a hornina nie sú schopné emulgovať pri týchto zrážkach medzi planétami s priemerom väčším ako 10 kilometrov, a preto väčšina železného jadra Zeme (80 - 99%) neodstránila volfrám z horninového materiálu v plášť počas formácie “povedal Dahl.
Výsledok výskumu znamená, že ku kolízii, ktorá vytvorila Zem a Mesiac, mohlo dôjsť až 150 miliónov rokov po vytvorení slnečnej sústavy, oveľa neskôr ako 30 miliónov rokov, o ktorých sa pôvodne uvažovalo.
Výsledky výskumu boli uverejnené vo vedeckom časopise Earth and Planetetary Science Letters.
Z tlačovej správy univerzity v Kodani.
