Theia a Země: Sousedi v raném slunečním systému
Nový výzkum naznačuje, že před přibližně 4,5 miliardy let došlo k jedné z nejvýznamnějších událostí v historii Země – obrovské těleso nazývané Theia narazilo na mladou Zemi. Jak k tomuto střetu došlo a co přesně se poté stalo, zatím nebylo jednoznačně objasněno. Je však jisté, že velikost, složení a oběžná dráha Země se v důsledku toho změnily, a že tento náraz vedl ke vzniku našeho stálého společníka ve vesmíru, Měsíce.
Co byla Theia?
Jaké těleso to bylo, které tak dramaticky změnilo vývoj naší planety? Jak velká byla Theia? Z jakých materiálů byla složena? A z které části sluneční soustavy se k Zemi hnala?
Odpovědi na tyto otázky jsou obtížně dosažitelné, protože Theia byla při kolizi zcela zničena. Nicméně stopy po ní lze dodnes nalézt, například ve složení současné Země a Měsíce.
Nové světlo na původ Theia
V studie publikované v odborném časopise byli výzkumníci vedení Max Planck Institutem pro výzkum sluneční soustavy a Chicagskou univerzitou schopni využít tyto informace k dedukci možné „receptury“ Theia a tím i jejího místa původu. Podle Thorstena Kleineho, ředitele MPS a jednoho z autorů nové studie, „složení tělesa archivuje celou jeho historii vzniku, včetně místa původu“.
Poměry, v jakých jsou určité izotopy kovů přítomny v tělese, jsou zvlášť výmluvné. Izotopy jsou varianty stejného prvku, které se liší pouze počtem neutronů v atomovém jádře a tím i svou hmotností.
Hledání stop Theia na Zemi a Měsíci
Výzkumný tým v této studii určil poměr různých železných izotopů v zemských a měsíčních horninách s dosud nevídanou přesností. Zkoumali 15 pozemských hornin a šest vzorků měsíčních hornin, které astronauti z misí Apollo přivezli zpět na Zemi. Výsledek není překvapivý: Země a Měsíc jsou v tomto ohledu nerozeznatelné.
Tato velká podobnost však neumožňuje přímé závěry o Theia, protože existuje příliš mnoho možných scénářů kolize. Ačkoli většina modelů předpokládá, že Měsíc byl vytvořen téměř výhradně z materiálu Theia, je také možné, že se skládá převážně z materiálu ze raného zemského pláště.
Inverzní inženýrství planety
Aby se toho o Theia dozvěděli více, výzkumníci použili jakýsi typ inverzního inženýrství planet. Na základě shodných izotopových poměrů v dnešních pozemských a měsíčních horninách tým simuloval, jaké složení a velikosti Theia a raná Země by mohly vést k tomuto konečnému stavu.
Během svého zkoumání se výzkumníci zaměřili nejen na železné izotopy, ale také na izotopy chrómu, molybdenu a zirkonia, které poskytují informace o různých fázích vzniku planet.
Teorie o původu Theia
Na základě matematických výpočtů byly některé možné složení Theia a rané Země vyloučeny jako nepravděpodobné. „Nejpřesvědčivějším scénářem je, že většina stavebních bloků Země a Theia měla původ vnitřním slunečním systémem,“ říká Timo Hopp, vědec z MPS a hlavní autor nové studie. Zatímco složení rané Země může být zastoupeno převážně jako směs známých tříd meteoritů, to u Theia pravdou není.
Různé třídy meteoritů vznikly v různých oblastech vnější sluneční soustavy a slouží jako referencia pro stavební materiál, který byl k dispozici během formace rané Země a Theia. Předpokládá se, že do procesu vzniku Theia byl zapojen i dosud neznámý materiál, jehož původ je blíže Slunci než Zemi.
