Ένας πρωτοπλανήτης στο μέγεθος του Άρη, που ονομάζεται Θία (Theia), μπορεί να συγκρούστηκε και να παρέμεινε στο εσωτερικό της Γης, αφού εκτόξευσε αρκετό υλικό για να σχηματίσει τη Σελήνη.

Όμως, σε μια νέα εκτεταμένη μελέτη, οι ερευνητές λένε ότι υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι η επίδραση της Θία στο ηλιακό σύστημα δεν έχει ολοκληρωθεί επειδή εξακολουθεί να επηρεάζει τις δυνάμεις του εσωτερικού της Γης, έχοντας απορροφηθεί από τον πλανήτη μας.

Μια διεθνής διεπιστημονική ομάδα ερευνητών εντόπισε βαθιά στο δεύτερο στρώμα της Γης, γνωστό ως μανδύας (mantle), κάτι που ονομάζεται Large Low-Velocity Provinces (LLVP) και το οποίο θα μπορούσε να είναι απομεινάρια της Theia.

Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, προσφέρει σημαντικές νέες γνώσεις όχι μόνο για την εσωτερική δομή της Γης αλλά και για τη μακροπρόθεσμη εξέλιξή της και τον σχηματισμό του εσωτερικού ηλιακού συστήματος.

Το πώς σχηματίστηκε η δική μας Σελήνη έχει αποδειχθεί μια επίμονη πρόκληση για αρκετές γενιές επιστημόνων. Οι επικρατούσες θεωρίες υποδηλώνουν ότι κατά τα τελευταία στάδια της ανάπτυξης της Γης, πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, μια τεράστια σύγκρουση γνωστή ως «γιγαντιαία πρόσκρουση» σχημάτισε τη Σελήνη από τα συντρίμμια.

Προσομοιώσεις έχουν επίσης δείξει ότι η Σελήνη πιθανότατα “κληρονόμησε” υλικό κυρίως από τη Θία, ενώ η Γη, λόγω του μεγαλύτερου μεγέθους της, αναμείχθηκε μόνο ήπια με υλικό από τη Θία. Δεδομένου ότι η Γη και η Θία ήταν σχετικά ανεξάρτητοι σχηματισμοί που αποτελούνταν από διαφορετικά υλικά, προηγούμενες θεωρίες πρότειναν ότι η Σελήνη, στην οποία κυριαρχεί το υλικό της Θίας, και η Γη, στην οποία κυριαρχεί το υλικό της Γης, θα έπρεπε να έχουν διαφορετικές συνθέσεις.

Ωστόσο, μετρήσεις ισοτόπων υψηλής ακρίβειας αποκάλυψαν αργότερα ότι οι συνθέσεις της Γης και της Σελήνης είναι εντυπωσιακά παρόμοιες, αμφισβητώντας έτσι τη συμβατική θεωρία για το σχηματισμό της Σελήνης.

Ο καθηγητής Hongping Deng του Αστρονομικού Αστεροσκοπείου της Σαγκάης (SHAO) ερευνά το θέμα αυτό από το 2017.

Ο Deng ανακάλυψε ότι η πρώιμη Γη διέθετε έναν ανώτερο και έναν κατώτερο μανδύα με πολύ διαφορετικές συνθέσεις υλικών. Συγκεκριμένα, ο ανώτερος μανδύας διέθετε έναν ωκεανό μάγματος που δημιουργήθηκε μέσω μιας ενδελεχούς ανάμειξης υλικών από τη Γη και τη Θία, ενώ ο κατώτερος μανδύας παρέμεινε σε μεγάλο βαθμό στερεός και διατήρησε την υλική σύνθεση της Γης.

Μετά από συζητήσεις με γεωφυσικούς από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Ζυρίχης, ο Deng και οι συνεργάτες του συνειδητοποίησαν ότι αυτή η διαστρωμάτωση του μανδύα μπορεί να έχει παραμείνει μέχρι σήμερα περίπου 1.000 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης.

«Τα ευρήματά μας αμφισβητούν την παραδοσιακή αντίληψη ότι η γιγαντιαία πρόσκρουση οδήγησε στην ομογενοποίηση της πρώιμης Γης», δήλωσε ο Deng. «Αντίθετα, η γιγαντιαία πρόσκρουση που σχημάτισε τη Σελήνη φαίνεται να είναι η προέλευση της ετερογένειας του πρώιμου μανδύα και να σηματοδοτεί το σημείο εκκίνησης για τη γεωλογική εξέλιξη της Γης κατά τη διάρκεια 4,5 δισεκατομμυρίων ετών».

Ένα άλλο παράδειγμα της ποικιλομορφίας του μανδύα της Γης είναι οι δύο ανώμαλες περιοχές, οι LLVPs που αναφέρθηκαν προηγουμένως, οι οποίες εκτείνονται για εκατοντάδες χιλιόμετρα στη βάση του μανδύα. Η μία βρίσκεται κάτω από την αφρικανική τεκτονική πλάκα, ενώ η άλλη κάτω από την πλάκα του Ειρηνικού. Όταν τα σεισμικά κύματα διέρχονται από αυτές τις περιοχές, η ταχύτητα των κυμάτων μειώνεται σημαντικά.

Προηγούμενες έρευνες έχουν δείξει ότι οι LLVPs έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην εξέλιξη του μανδύα, στο διαχωρισμό και τη συσσωμάτωση των ηπείρων και στις δομές των τεκτονικών πλακών της Γης, αλλά η προέλευσή τους παρέμενε μυστήριο.

Ο Δρ Qian Yuan, από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, πρότεινε μαζί με τους συνεργάτες του ότι τα LLVPs θα μπορούσαν να έχουν εξελιχθεί από μια μικρή ποσότητα υλικού από τη Θία που εισήλθε στον κατώτερο μανδύα της Γης.

«Μέσω της ακριβούς ανάλυσης ενός ευρύτερου φάσματος δειγμάτων πετρωμάτων, σε συνδυασμό με πιο εκλεπτυσμένα μοντέλα γιγάντιων συγκρούσεων και μοντέλα εξέλιξης της Γης, μπορούμε να συμπεράνουμε την υλική σύνθεση και την τροχιακή δυναμική της αρχέγονης Γης και της Θίας», δήλωσε ο Δρ Yuan. «Αυτό μας επιτρέπει να περιορίσουμε ολόκληρη την ιστορία του σχηματισμού του εσωτερικού ηλιακού συστήματος».

Μέσω εμπεριστατωμένης ανάλυσης, η ερευνητική ομάδα υπολόγισε ότι περίπου το 2% του πυκνότερου, πλούσιου σε σίδηρο υλικού της Θίας βυθίστηκε γρήγορα στον πυθμένα του μανδύα και, κατά τη διάρκεια της μακροχρόνιας συναγωγής του μανδύα, σχημάτισε δύο εξέχουσες περιοχές LLVP, οι οποίες παρέμειναν σταθερές καθ’ όλη τη διάρκεια 4,5 δισεκατομμυρίων ετών γεωλογικής εξέλιξης.

Η ποικιλομορφία στο βαθύ μανδύα υποδηλώνει ότι το εσωτερικό της Γης απέχει πολύ από το να είναι ένα ομοιόμορφο σύστημα.

Στοιχεία όπως οι αναλογίες ισοτόπων σπάνιων αερίων σε δείγματα ισλανδικού βασάλτη(έκχυτο εκρηξιγενές πέτρωμα το οποίο σχηματίζεται από την ταχεία ψύξη βασαλτικής λάβας) υποδηλώνουν ότι τα απομεινάρια της ποικιλομορφίας μεταξύ της Γης και της Θίας στο βαθύ μανδύα εξακολουθούν να χρησιμεύουν για τη διαμόρφωση της Γης σήμερα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πληροφόρηση των 4,5 δισεκατομμυρίων ετών γεωλογικής εξέλιξης που ακολούθησαν τη μεγάλη πρόσκρουση.

Πηγή: Good News Network