احتمال وجود بقایای یک «سیارۀ بیگانه» در لایه‌های عمیق زمین

حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، زمینِ در حال تولد با پیش‌سیاره‌ای به نام Theia، جسمی تقریباً به اندازه مریخ، برخورد کرد. بر اساس محتمل‌ترین نظریه، بقایای ناشی از این برخورد به مدار زمین پرواز کرده و کرۀ ماه را شکل داده است.

به گزارش فرادید، بر اساس مقاله جدیدی که چهارشنبه در مجله طبیعت (Nature) منتشر شد، حالا محققان می‌گویند بخشی از بقایای این برخورد باید در اعماق سیاره ما باقی مانده باشد. دو توده به اندازه یک قاره در گوشته پایینی زمین دانشمندان را دهه‌ها گیج کرده است، اما مدل‌سازی رایانه‌ای جدید نشان می‌دهد این مواد ممکن است از گوشته Theia باقی مانده باشند.

رابین کاناپ، دانشمند سیاره‌شناسی در مؤسسه تحقیقاتی جنوب غربی می‌گوید این نظریه که این توده‌ها از همان برخورد شکل‌دهندۀ کرۀ ماه نشات گرفته‌اند، جدید نیست، اما این نخستین مقاله‌ای است که این نظریه را جدی گرفته است».

طبق بیانیه دانشگاه ایالتی آریزونا، دانشمندان نخستین بار در دهه ۱۹۸۰ حباب‌های غول‌پیکر مواد را کشف کردند، یکی زیر آفریقا و دیگری زیر اقیانوس آرام. محققان با اندازه‌گیری امواج لرزه‌ای که در زمین حرکت می‌کنند، می‌توانند به اطلاعاتی در مورد آنچه که آن زیر وجود دارد درست یابند.

ادوارد گارنِرو، از نویسندگان مطالعه جدید و ژئوفیزیکدان می‌گوید: «ما به روشی مشابه با دستگاه‌های فراصوت یا MRI، ضبط امواج را پس از عبور از ساختار‌ها یا بازتاب از آن‌ها برای شناسایی ناهنجاری‌ها مطالعه می‌کنیم. به این ترتیب، تصاویر فضای داخلی، درست مانند تصاویر اشعه ایکس، محاسبه می‌شوند.»

وقتی امواج لرزه‌ای از این دو ساختار متراکم عبور می‌کنند، آهسته‌تر حرکت می‌کنند، یعنی این نقاط دارای ترکیباتی متفاوت با گوشته اطراف هستند. به گفته سید پِرکینز، پیش از این، محققان این نظریه را مطرح کرده بودند که آن‌ها بقایای صفحات تکتونیکی غرق‌شده هستند.

در مطالعه جدید، محققان آزمایش کردند که آیا این توده‌ها می‌توانند از Theia باشند. شواهد مأموریت‌های آپولو، نظریه برخورد شکل‌دهنده‌ی ماه را تأیید می‌کند: نمونه‌های سنگی نشان می‌دهند ماه در ابتدا مذاب بوده و دست‌کم ده‌ها میلیون سال در اقیانوس ماگما پوشیده بوده؛ نشانه‌ای از این که از یک برخورد پرانرژی شکل گرفته است.

کیان یوآن، از نویسندگان این مطالعه و ژئوفیزیکدان مؤسسه فناوری کالیفرنیا، می‌گوید: «این برخورد غول‌پیکر شکل‌دهنده‌ی ماه، شاید یکی از مهم‌ترین عواملی باشد که نشان دهد چرا زمین با هر سیاره سنگی دیگری که ما پیدا کردیم متفاوت است. این برخورد جوّ را تغییر داد، پوسته را تغییر داد، گوشته را تغییر داد، هسته را تغییر داد و بنابراین احتمالاً مهمترین رویداد در تاریخ زمین بوده است.»

تصویری که نحوه شکل‌گیری ماه در اثر برخود زمین و یک سیارۀ سرگردان را نشان می‌دهد؛ این احتمال وجود دارد که بخش‌هایی از آن سیاره همین حالا در اعماق اقیانوس‌های زمین باقی مانده باشند

محققان از مدل‌های کامپیوتری برای شبیه‌سازی این برخورد مهم استفاده کردند. شبیه‌سازی‌ها نشان داد این برخورد پرانرژی، قسمت بالایی گوشته زمین را ذوب کرده و به بقایای متراکم Theia اجازه می‌دهد از لایه بالایی مذاب کشیده شده و در کف جامدتر مستقر شوند. در طول میلیارد‌ها سال، همرفت در گوشته زمین، برخی قطعات Theia را در دو توده مرموز روی سطح هسته جمع کرده است. مواد دیگری از گوشته Theia نیز در گوشته زمین مخلوط شدند.

با این حال، برخی محققان متقاعد نشده‌اند که تکه‌های Theia می‌توانند از گوشته زمین متمایز باشند.

میکی ناکاجیما، دانشمند سیاره‌شناسی دانشگاه روچستر که درباره تکامل لایه‌های سیارات سنگی مطالعه کرده، می‌گوید: «در شبیه‌سازی‌های ما، گوشته Theia و گوشته زمین به خوبی با هم ترکیب شدند.»

ماکسیم بالمر، متخصص ژئودینامیک دانشگاه کالج لندن نیز گفته است: «مدل جدید بدون شک نیاز به آزمایش دارد. اما فکر می‌کنم این ایده ارزش پیگیری دارد.»