A Föld és a Hold a Mars és a Vénusz méretű két bolygó óriási ütközésének eredményeként jött létre. De az új kutatások azt mutatják, hogy a Föld és a Hold sokkal később alakulhatott ki - talán akár 150 millió évvel a Naprendszer kialakulása után.
"A föld és a hold korát volfrám izotópok segítségével határoztuk meg, amelyek segítségével kiderülhet, hogy a vasmagot és kőfelületüket összekeverték-e az ütközés során" - mondta Tais W. Dahl, a University Niels Bohr Intézetéből. Koppenhágában, David J. Stevenson professzorral a Kaliforniai Technológiai Intézetből (Caltech) együttműködve.
A Naprendszer bolygóit az újszülött napján keringő bolygóembrionok ütközése hozta létre. Az ütközések során a kis bolygók összehúzódtak és nagyobb és nagyobb bolygókat képeztek. Amikor történt az óriási ütközés, amely végül kialakította a Földet és a Holdot, akkor történt egy olyan időben, amikor mindkét bolygótesten fémmag (vas) és egy környező szilikátköpenyt (kőzet) volt. De mikor és mi történt? Az ütközésre kevesebb, mint 24 órán belül került sor, és a Föld hőmérséklete olyan magas volt (7000º C), hogy a kőzetnek és a fémnek is meg kellett olvadnia a viharos ütközés során. De a kő- és vastömeg is keveredtek-e egymással?
A Föld és a Hold korát dátumazhatja, ha megvizsgálja bizonyos elemek jelenlétét a Föld köpenyében. A hafnium-182 radioaktív anyag, amely lebomlik és átalakul a volfrám-182 izotópjává. A két elem jelentősen eltérő kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, és míg a volfrám izotópjai inkább a fémhez kötődnek, a hafnium inkább a szilikátokhoz, azaz a kőzethez köti.
50-60 millió évig tart, amíg az összes hafnium lebomlik és volfrámmá alakul át, és a Hold során az ütközések során szinte az összes fém belemerült a Föld magjába. De vajon az összes volfrám bekerült-e a magba?
„Megvizsgáltuk, hogy a fém és a kő milyen mértékben keveredik össze a bolygón az ütközések során. A folyékony kőzet és a vas tömegének turbulens keverésének dinamikus modellszámításával azt tapasztaltuk, hogy a Föld korai képződményéből származó volfrám izotópok a sziklás köpenyben maradnak ”- mondta Tahl.
Az új tanulmányok azt sugallják, hogy a holdképző ütközések akkor fordultak elő, amikor az összes hafnium teljesen volfrámgá bomlott.
Eredményeink azt mutatják, hogy a fémmag és a kőzet nem képes emulgeálódni a 10 kilométernél nagyobb átmérőjű bolygók közötti ütközések során, és ezért a Föld vasmagainak nagy része (80-99%) nem távolította el a volfrámot a sziklás anyagból a a köpeny az alakítás során ”- mondta Dahl.
A kutatás eredménye azt jelenti, hogy az ütközés, amely a Földet és a Holdot hozta létre, akár 150 millió évvel a Naprendszer kialakulása után is megtörtént, jóval később, mint a korábban gondoltak 30 millió évvel.
A kutatási eredményeket közzétették a Earth and Planetary Science Letters tudományos folyóiratban.
A koppenhágai egyetem sajtóközleményéből.
