Sciencemag.cz
Doporučujeme
Přibližně před 4,5 miliardami let se obrovské těleso Theia se srazilo s mladou Zemí. Jak k této srážce došlo a co přesně se stalo poté, nebylo dosud plně objasněno. Jisté však je, že v důsledku toho se změnila velikost, složení a oběžná dráha Země – a že tento náraz znamenal i zrod Měsíce.
Jaké těleso tak dramaticky změnilo vývoj naší planety? Jak velká byla Theia? Z čeho byla složena? A z které části sluneční soustavy se přiřítila k Zemi?
Najít odpovědi na tyto otázky je obtížné, mj. I protože Theia byla při srážce zcela zničena. Nicméně její stopy lze najít dodnes, například ve složení současné Země a Měsíce.
V nové studii vědci z Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) a University of Chicago používají tyto informace k odvození možného „seznamu složek“ Theie – a tím i jejího místa původu.
V rané Sluneční soustavě nebyly izotopy daného prvku pravděpodobně rozloženy rovnoměrně, na vnějším okraji se izotopy vyskytovaly v mírně odlišném poměru než v blízkosti Slunce. Informace o původu původních stavebních kamenů jsou tedy uloženy v izotopovém složení tělesa.
Ve studii výzkumný tým s velkou přesností určil poměr různých izotopů železa v horninách Země a Měsíce. Za tímto účelem vědci zkoumali 15 pozemských hornin a 6 měsíčních vzorků, které astronauti z misí Apollo přivezli na Zemi. Výsledek není nijak překvapivý: jak již dříve ukázala měření izotopových poměrů chromu, vápníku, titanu a zirkonia, Země a Měsíc jsou v tomto ohledu nerozeznatelné.
Velká podobnost neumožňuje žádné přímé závěry o Theie. Existuje mnoho možných scénářů srážky. Ačkoli většina modelů předpokládá, že Měsíc vznikl téměř výlučně z materiálu z Theie, je také možné, že se skládá především z materiálu z raného zemského pláště nebo že se horniny ze Země a Theie neoddělitelně smísily.
Aby se vědci dozvěděli více o Theie, použili jakýsi druh reverzního inženýrství pro planety. Na základě shodných poměrů izotopů v dnešních pozemských a měsíčních horninách tým prozkoumal, jaké složení a velikost Theie a jaké složení rané Země mohly vést k tomuto konečnému stavu. Do studie zahrnuli nejen izotopy železa, ale také chromu, molybdenu a zirkonia.
Ještě před ničivým střetem s Theiou proběhl uvnitř rané Země jakýsi třídicí proces. S formováním železného jádra se tam nahromadily některé prvky, jako je železo a molybden; ty poté z velké části chyběly ve skalnatém plášti. Železo, které se dnes nachází v plášti Země, se tedy mohlo dostat na místo až po vytvoření jádra, například prostřednictvím srážky s Theiou. Jiné prvky, jako je zirkonium, které neklesly do jádra, dokumentují celou historii formování naší planety.
Závěr? Z matematicky možných složení Theie a rané Země, které vyplývají z výpočtů, lze některé vyloučit jako nepravděpodobné. „Nejpřesvědčivějším scénářem je, že většina stavebních kamenů Země a Theie pocházela z vnitřní části Sluneční soustavy. Země a Theia byly pravděpodobně sousedy,“ uvádí hlavní autor nové studie Timo Hopp z MPS.
Zatímco složení rané Země si lze představit cca jako směs známých skupin meteoritů, u Theie tomu tak není. Různé skupiny meteoritů pocházejí z různých oblastí vnější Sluneční soustavy. Slouží proto jako referenční materiál pro stavební materiál, který byl k dispozici během formování rané Země a Theie. V případě Theie však mohlo být zapojeno i dosud neznámé materiály. Vědci se domnívají, že původ tohoto materiálu je blíže Slunci než Zemi. Výpočty proto naznačují, že Theia vznikla blíže Slunci než naše planeta.
Timo Hopp et al, The Moon-forming impactor Theia originated from the inner Solar System, Science (2025). DOI: 10.1126/science.ado0623. www.science.org/doi/10.1126/science.ado0623
Zdroj: Max Planck Society / Phys.org, přeloženo / zkráceno
