Нові дослідження свідчать, що Тея і Земля були «космічними сусідами»

Нові дослідження свідчать, що Тея та Земля могли бути своєрідними “сусідами” на ранніх етапах існування Сонячної системи. Приблизно 4,5 млрд років тому відбулося одне з найвизначніших зіткнень в історії нашої планети: молода Земля зіштовхнулася з масивним небесним тілом, яке отримало назву Тея. Сам механізм цього космічного удару й події, що настали після нього, досі не мають однозначного пояснення. Проте науковці впевнені в одному: зіткнення докорінно змінило розміри, структуру та орбіту Землі, а також стало причиною появи Місяця.

Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.

Виникає запитання: що це було за тіло, здатне так радикально вплинути на подальший розвиток нашої планети? Яких розмірів була Тея, з яких матеріалів складалася і з якої частини Сонячної системи могла прилетіти? Отримати точні відповіді непросто, адже сама Тея була повністю знищена під час удару. Однак сліди її “спадщини” збереглися в хімічному складі Землі та Місяця.

Науковці з Інституту досліджень Сонячної системи Макса Планка та Чиказького університету використали ці хімічні “натяки”, щоб відтворити можливий склад Теї та визначити місце її походження. Як наголошує Торстен Кляйне, директор MPS і один з авторів роботи, хімічний склад небесного тіла може розповісти всю історію його формування, включно з місцем народження.

Особливо показовими є співвідношення різних ізотопів металів, різновидів одного й того ж хімічного елемента, які відрізняються лише кількістю нейтронів у ядрі. У перші епохи існування Сонячної системи ізотопи розподілялися нерівномірно: ближче до Сонця їх співвідношення було одне, а на периферії зовсім інше. Отже, в ізотопному складі планети або астероїда фактично зафіксована “географія” їхнього народження.

Команда дослідників проаналізувала співвідношення ізотопів заліза в земних і місячних породах з безпрецедентною точністю. Для цього було вивчено 15 зразків земних порід і 6 місячних фрагментів, доставлених місіями Apollo. Результати підтвердили попередні висновки: за складом ізотопів заліза, хрому, кальцію, титану й цирконію Земля та Місяць практично ідентичні.

Однак навіть така схожість не дозволяє напряму визначити склад Теї, адже існує безліч можливих сценаріїв космічного зіткнення. Місяць міг утворитися переважно з матеріалу Теї, або ж більшість речовини могла походити з мантії молодої Землі, а частина – змішатися настільки щільно, що відрізнити їх сьогодні неможливо.

Щоб наблизитися до відповіді, науковці застосували підхід “зворотного моделювання”. Вони відтворили різні варіанти складу Теї та ранньої Землі, які могли б привести до того ізотопного балансу, що спостерігається нині. Дослідження включало аналіз не лише ізотопів заліза, а й хрому, молібдену та цирконію.

Ще до зіткнення з Теєю в надрах молодої Землі відбувався своєрідний процес сортування: під час формування залізного ядра частина елементів, зокрема залізо й молібден, осідали в ньому та зникали з мантії. Це означає, що залізо, присутнє в мантії сьогодні, могло потрапити туди лише після формування ядра. Наприклад, разом з матеріалом Теї.

Після аналізу всіх математично можливих варіантів науковці відкинули ті, які не узгоджуються з фізичними чи хімічними даними. Найпереконливішою виявилася модель, в якій будівельні блоки Землі й Теї сформувалися у внутрішній частині Сонячної системи. Тож, як зазначає провідний автор дослідження Тімо Гопп, ці два світи, ймовірно, були космічними сусідами.

При цьому склад ранньої Землі можна пояснити поєднанням відомих типів метеоритів, а от для Теї цього недостатньо, оскільки її матеріал частково не збігається з жодним відомим класом. Науковці вважають, що частина речовини Тейї могла походити з області ще ближчої до Сонця, ніж зона формування Землі. Розрахунки вказують, що Тея, ймовірно, виникла там, але згодом була відхилена на траєкторію, яка привела до зіткнення з нашою планетою.

Читайте також:

• Сонячна система летить у космосі значно швидше, ніж передбачалося
• Астрономи виявили другий за швидкістю астероїд у Сонячній системі