Maa ja Kuu luotiin jättiläismäisen törmäyksen seurauksena kahden Marsin ja Venuksen kokoisen planeetan välillä. Mutta uusi tutkimus osoittaa, että Maapallo ja Kuu ovat ehkä muodostuneet paljon myöhemmin - ehkä jopa 150 miljoonaa vuotta aurinkokunnan muodostumisen jälkeen.
"Olemme määrittäneet maapallon ja Kuun ikäryhmät volframi-isotoopeilla, mikä voi paljastaa, ovatko rautasydämet ja niiden kivipinnat sekoittuneet yhteen törmäyksen aikana", kertoi Tais W. Dahl yliopiston Niels Bohr-instituutista. Kööpenhaminassa yhteistyössä professori David J. Stevensonin kanssa Kalifornian teknillisestä instituutista (Caltech).
Aurinkokunnan planeetat syntyivät vastasyntyneen aurinkoa kiertävien planeettaalkioiden välisissä törmäyksissä. Törmäyksissä pienet planeetat hiipuivat yhteen ja muodostivat yhä suurempia planeettoja. Kun tapahtui jättimäinen törmäys, joka lopulta muodosti maapallon ja kuun, se tapahtui aikana, jolloin molemmilla planeettakappaleilla oli metalliydin (rauta) ja ympäröivä silikaattien vaippa (kallio). Mutta milloin se tapahtui ja miten se tapahtui? Törmäys tapahtui alle 24 tunnissa ja maapallon lämpötila oli niin korkea (7000º C), että sekä kiven että metallin on täytynyt sulaa turbulenttisessa törmäyksessä. Mutta sekoitettiinko myös kivimassa ja rautamassa yhteen?
Maan ja Kuun ikä voidaan päivämäärään mennessä tutkimalla tiettyjen elementtien esiintymistä maan vaipassa. Hafnium-182 on radioaktiivinen aine, joka hajoaa ja muuttuu isotoopp volframi-182: ksi. Näillä kahdella elementillä on selvästi erilaiset kemialliset ominaisuudet ja vaikka volframi-isotoopit sitoutuvat mieluummin metalliin, hafnium sitoutuu mieluummin sitoutumiseen silikaateihin, ts. Kiviin.
Kestää 50-60 miljoonaa vuotta, ennen kuin kaikki hafnium hajoaa ja muuttuu volframiksi, ja Kuun aikana muodostuvan törmäyksen aikana lähes kaikki metalli upposi maan ytimeen. Mutta menikö kaikki volframi ytimeen?
”Olemme tutkineet, missä määrin metalli ja kivi sekoittuvat toisiinsa planeetan aikana muodostaen törmäyksiä. Käyttämällä dynaamisia mallilaskelmia nestemäisten kivi- ja rautamassien turbulenssista sekoituksesta olemme havainneet, että maapallon varhaismuodostumisen volframi-isotoopit jäävät kiviseen vaippaan ”, Tahl sanoi.
Uudet tutkimukset viittaavat siihen, että kuun muodostava törmäys tapahtui sen jälkeen kun kaikki hafnium oli hajonnut kokonaan volframiksi.
”Tuloksemme osoittavat, että metalliydin ja kallio eivät kykene emulgoitumaan näissä törmäyksissä, joiden planeettojen halkaisija on yli 10 km, ja siksi suurin osa maapallon raudasydämestä (80–99%) ei poistanut volframia kivisesta materiaalista vaippa muodostumisen aikana ”, Dahl sanoi.
Tutkimustulos tarkoittaa, että maapallon ja Kuun luoneet törmäykset ovat saattaneet tapahtua jopa 150 miljoonaa vuotta aurinkokunnan muodostumisen jälkeen, paljon myöhemmin kuin aiemmin ajateltiin 30 miljoonaa vuotta.
Tutkimustulokset on julkaistu tieteellisessä lehdessä Earth and Planetary Science Letters.
Kööpenhaminan yliopiston lehdistötiedotteesta.
