Monista syistä Venusta kutsutaan joskus ”Maan kaksoiseksi” (tai “Sisar Planeettaksi” riippuen siitä, kettä pyydät). Kuten maa, se on luonteeltaan maanpäällinen (ts. Kivinen), koostuen silikaattimineraaleista ja metalleista, jotka erotetaan rauta-nikkeliytimen ja silikaattivaipan ja kuoren välillä. Mutta kun kyse on heidän vastaavasta ilmakehästään ja magneettikentistä, kaksi planeettamme eivät voineet olla enemmän erilaisia.
Tähtitieteilijät ovat jo jonkin aikaa kamppailleet vastatakseen siihen, miksi maapallolla on magneettikenttä (jonka avulla se voi pitää paksu ilmakehä) eikä Venuksella. Kansainvälisen tutkijaryhmän suorittaman uuden tutkimuksen mukaan sillä voi olla jotain tekemistä aikaisemmin tapahtuneen massiivisen vaikutuksen kanssa. Koska Venuksella ei ole koskaan ollut tällaista iskua, se ei koskaan kehittänyt magneettikentän muodostamiseen tarvittavaa dynoa.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Maan ja Venuksen ytimien muodostuminen, stratifikaatio ja sekoittuminen”, ilmestyi äskettäin tieteellisessä lehdessä Maapallon ja tieteen planeettojen kirjeet. Tutkimusta johti Seth A. Jacobson Luoteis-yliopistosta, ja tutkimukseen osallistui jäseniä Observatory de la Côte d’Azurista, Bayreuthin yliopistosta, Tokion teknillisestä instituutista ja Washingtonin Carnegie-instituutista.
Tutkimuksensa vuoksi Jacobson ja hänen kollegansa alkoivat pohtia, miten maanpäälliset planeetat muodostuvat ensisijaisesti. Maapallon muodostumisen yleisimmin hyväksyttyjen mallien mukaan maanpäälliset planeetat eivät muodostu yhdessä vaiheessa, vaan sarjasta akryesitapahtumien sarjaa, joille on tunnusomaista törmäykset planeetasimpallien ja planeettaalkioiden kanssa - joilla suurimmalla osalla on omat ytimensä.
Viimeaikaiset korkean paineen mineraalifysiikkaa ja kiertoradan dynamiikkaa koskevat tutkimukset ovat myös osoittaneet, että planeettaytimillä on kerrostunut rakenne kerrostuneessaan. Syynä tähän on se, kuinka suurempi määrä valoelementtejä sisällytetään nestemäiseen metalliin prosessin aikana, joka sitten uppoaisi muodostamaan planeetan ytimen lämpötilan ja paineen noustessa.
Tällainen kerrostunut ydin ei kykenisi konvektioon, jonka uskotaan olevan mikä sallii Maan magneettikentän. Lisäksi tällaiset mallit eivät ole yhteensopivia seismologisten tutkimusten kanssa, joiden mukaan maan ydin koostuu pääosin raudasta ja nikkelistä, kun taas noin 10% sen painosta koostuu kevyistä elementeistä - kuten pii, happi, rikki ja muut. Sen uloin ydin on samalla tavalla homogeeninen ja koostuu suurin piirtein samoista elementeistä.
Kuten tohtori Jacobson selitti Space Magazine -lehdelle sähköpostitse:
”Maanpäälliset planeetat kasvoivat toisistaan akkreetoivien (vaikutus) tapahtumien sarjasta, joten ydin kasvoi myös monivaiheisella tavalla. Monivaiheinen ytimenmuodostus luo kerroksittain stabiilin kerrostuneen tiheysrakenteen ytimeen, koska kevyitä elementtejä sisällytetään yhä enemmän myöhempiin ydinlisäyksiin. Kevyt elementit, kuten O, Si ja S, jakautuvat yhä enemmän ytimen muodostaviin nesteisiin ytimen muodostumisen aikana, kun paineet ja lämpötilat ovat korkeammat, joten myöhemmissä ytimenmuodostustapahtumissa sisällytetään enemmän näitä elementtejä ytimeen, koska maa on suurempi ja paineet ja lämpötilat sen vuoksi korkeammat .
”Tämä luo vakaan stratifikaation, joka estää pitkäaikaisen geodynamon ja planeettamagneettisen kentän. Tämä on hypoteesimme Venuksesta. Maan osalta katsomme, että Kuunmuodostusvaikutus oli riittävän väkivaltainen sekoittamaan mekaanisesti maan ydin mekaanisesti ja antamaan pitkäkestoiselle geodynamolle mahdollisuuden luoda nykyisen planeetan magneettikenttä. "
Tämän hämmennystilan lisäämiseksi on suoritettu paleomagneettisia tutkimuksia, jotka osoittavat, että Maan magneettikenttä on ollut olemassa vähintään 4,2 miljardia vuotta (suunnilleen 340 miljoonaa vuotta sen muodostumisen jälkeen). Sellaisenaan herää luonnollisesti kysymys siitä, mikä voisi vastata konvektion nykytilaa ja miten se tapahtui. Tutkimuksensa vuoksi Jacobson ja hänen tiiminsä harkitsivat mahdollisuutta, että mittavat vaikutukset voisivat johtua tästä. Kuten Jacobson ilmoitti:
”Energiset vaikutukset sekoittavat ytimen mekaanisesti ja voivat siten tuhota vakaan kerrostumisen. Vakaa kerrostuminen estää konvektion, joka estää geodynamoa. Kerrostuman poistaminen antaa Dynamon toimia. "
Periaatteessa tämän vaikutuksen energia olisi ravistanut ydintä, luonut yhden homogeenisen alueen, jonka sisällä pitkäikäinen geodynamo voisi toimia. Maan magneettikentän ikä huomioon ottaen tämä on sopusoinnussa Theian iskuteorian kanssa, jossa Marsin kokoisen esineen uskotaan törmäneen Maahan 4,51 miljardia vuotta sitten ja johtaneen Maan ja Kuun järjestelmän muodostumiseen.
Tämä vaikutus olisi saattanut aiheuttaa maapallon ytimen siirtymisen kerrostuneesta homogeeniseksi, ja seuraavan 300 miljoonan vuoden aikana paine- ja lämpötilaolosuhteet olisivat saattaneet erottaa kiinteän sisäisen ytimen ja nestemäisen ulkoisen ytimen. Ulkosydämessä tapahtuvan pyörimisen ansiosta tuloksena oli dynomotehoste, joka suojasi ilmakehäämme sen muodostuessa.
Tämän teorian siemenet esiteltiin viime vuonna 47. Lunar and Planetary Science -konferenssissa Woodlandsissa, Texasissa. Esityksen aikana, jonka otsikko oli ”Dynaaminen sekoittaminen planeettojen ytimiin jättiläisvaikutuksista”, tohtori Miki Nakajima Caltechista - yksi tämän viimeisimmän tutkimuksen tekijöistä - ja David J. Stevenson Washingtonin Carnegie-instituutista. Tuolloin he ilmoittivat, että maapallon ytimen kerrostuminen oli voinut palauttaa saman iskun, joka muodosti Kuun.
Nakajiman ja Stevensonin tutkimus osoitti, kuinka väkivaltaisimmat iskut saattavat sekoittaa planeettojen ytimiä myöhään. Tämän perusteella Jacobson ja muut avustajat sovelsivat malleja siitä, kuinka Maa ja Venus akkreditoituivat kiintoaineiden ja kaasun levyltä proto-Aurinkoon. He sovelsivat myös laskelmia siitä, kuinka Maa ja Venus kasvoivat, perustuen kunkin planeetan vaipan ja ytimen kemiaan kunkin akryysitapahtuman kautta.
Tämän tutkimuksen merkitystä suhteessa maan kehitykseen ja elämän syntyyn ei voida aliarvioida. Jos Maapallon magnetosfääri on myöhäisen energisen vaikutuksen seurausta, niin tällaiset vaikutukset voivat hyvinkin olla ero planeettamme ollessa asutettavissa tai ollessa joko liian kylmiä ja kuivia (kuten Mars) tai liian kuumia ja helvetin (kuten Venus). Kuten Jacobson totesi:
”Planeettamagneettiset kentät suojaavat planeettoja ja planeetan elämää haitalliselta kosmiselta säteilyltä. Jos myöhäinen, väkivaltainen ja jättiläinen isku on tarpeen planeettamagneettiselle kentälle, niin tällainen isku voi olla välttämätöntä elämälle. "
Tarkasteltaessa aurinkokuntamme ulkopuolta, tällä paperilla on vaikutuksia myös aurinkoisten ulkopuolisten planeettojen tutkimukseen. Myös tässä tapauksessa ero planeetan ollessa asutettavissa vai ei voi johtua korkean energian vaikutuksista, jotka ovat osa järjestelmän varhaista historiaa. Jatkossa tutkiessaan aurinkoa kieltäviä planeettoja ja etsiessäsi asumiskelpoisuuden merkkejä tutkijat saattavat hyvinkin pakottaa esittämään yhden yksinkertaisen kysymyksen: "Oliko siihen löydetty tarpeeksi kovaa?"
