Starożytna kolizja Prawie odparowana ziemia, nadanie księżycowi narodzin

Nowa analiza chemiczna skał ziemskich i księżycowych rzuciła nowe światło na pochodzenie naszego systemu księżycowego, a moment narodzin był o wiele bardziej dramatyczny i gwałtowny niż wielu oczekiwało.

„Nasze wyniki dostarczają pierwszych twardych dowodów na to, że uderzenie rzeczywiście spowodowało (w dużej mierze) odparowanie Ziemi”, powiedział w wiadomościach prasowych Kun Wang, geochemik z Washington University w St. Louis. Badanie Wanga i Stein B. Jacobsena opublikowano w poniedziałek w Internecie Natura.

Około 4,5 miliarda lat temu Ziemia była bardzo młodym zbiorem kosmicznych śmieci i nie było to miejsce niezwykle przyjemne. Ten wczesny okres znany jest jako eon Hadean, nazwany tak dla piekielnych warunków. Proto-Ziemia była ognista i gorąca, a jej powierzchnia była najprawdopodobniej stopioną lawą z intensywnej aktywności wulkanicznej i częstych zderzeń z innymi skałami.

To wtedy ta wczesna planeta zderzyła się z inną, być może wielkości Marsa. Siła uderzenia odparowała mniejszą i większą część, powodując gigantyczną atmosferę 500 razy większą niż prąd obecnej Ziemi, wypełnioną super gorącym płaszczem płynu. To z czasem ochłodziło się i utwardziło w dwa odrębne ciała - księżyc i Ziemię.

Od dawna sądzono, że księżyc powstał w wyniku zderzenia dwóch proto-planetarnych ciał. Jednak wcześniejsze modele miały dwie masy po prostu pasące się do siebie, przy czym mniejsze modele pozostawały nietknięte i tworzyły księżyc. Zostało to obalone w 2001 r., Kiedy naukowcy porównali izotopy różnych pierwiastków na księżycu i skałach Ziemi i stwierdzili, że są one składowo takie same. Szanse na to, że dwa zderzające się ciała mają takie same sygnatury w ich izotopach, są prawie zerowe, co oznaczało, że masy dwóch skał musiały się zasadniczo zmieszać przed utworzeniem księżyca.

Wcześniej zaproponowano dwa takie modele, aby to wyjaśnić. W jednym, zderzenie jest wciąż dość oswojone, ale chmura w kształcie płaszcza w atmosferze płaszcza pozwala na mieszanie materiału z Ziemi i jego proto-księżyca, zanim osiądą one w oddzielnych obiektach.

To nowe badanie określa ten wniosek, wykorzystując bardzo wyrafinowaną analizę dwóch izotopów potasu, 10 razy bardziej precyzyjną niż poprzednie metody. Stwierdzono bardzo nieznacznie wyższe stężenie cięższego izotopu potasu na Księżycu niż na Ziemi. Jedynym wyjaśnieniem tego jest to, że podczas kondensacji atmosfery płaszcza, która doprowadziła do narodzin księżyca, cięższy izotop był nieco bardziej podatny na kondensację niż jaśniejszy.

Wspiera to model, w którym cały zderzający się obiekt i większość Ziemi zostały zniszczone w katastrofie, a księżyc uformował się w postaci cząstek w atmosferze nadciekłego płaszcza ochłodzonych i zebranych razem, jak masywna kropla deszczu kondensująca się z pary wodnej, powoli nabierająca rozmiaru.