Wetenschappers hebben de overblijfselen ontdekt van een ‘begraven planeet’ diep in de aarde

Een nieuwe studie van mineraalerts diep in de maan levert nieuw bewijs dat de natuurlijke satelliet van de aarde mogelijk is gevormd als gevolg van een oude planeet die lang geleden met de aarde in botsing kwam.

Bij deze lang getheoretiseerde interplanetaire botsing – waarvan wetenschappers denken dat deze ongeveer 4,5 miljard jaar geleden plaatsvond – zag een planeet ter grootte van Mars, Theia genaamd, zich in scherven van hete lava splitsen bij een botsing met de aarde.

Hoewel sommige overblijfselen van Theia lijken te zijn begraven in dichte, massieve ‘klodders’ diep in Afrika en de tektonische platen in de Stille Oceaan, zeggen wetenschappers dat aanwijzingen over waar de rest van Theia na dit incident naartoe ging, ongrijpbaar zijn gebleven.

Maar nu nieuwe gegevens van NASAHet ruimtevaartuig Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) heeft grote afzettingen van ijzererts en titanium diep onder het maanoppervlak gevonden, wat erop wijst dat andere overblijfselen van Theia feitelijk de maan van de aarde hebben gevormd.

Onder de korst van de maan, in het gebied tussen de korst en de kern dat bekend staat als de mantel, heeft NASA’s GRAIL-ruimtevaartuig twee dichte gebieden ontdekt (hierboven afgebeeld) die overeenkomen met ilmeniet-, titanium- en ijzerafzettingen die mogelijk aanwezig waren in het geval van een Theia-inslag De theorie blijkt juist.

planetaire geofysica, Adriaan Brockett Vanuit het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum in Berlijn beschreef hij de GRAIL-bevindingen van NASA als niets minder dan ‘betoverend’.

Het nieuwe artikel van zijn team, gepubliceerd in april van dit jaar Natuurlijke aardwetenschappenHij concentreerde zich op ‘zwaartekrachtafwijkingen’ diep onder het oppervlak van de maan: dichte, zware materiedeeltjes geïdentificeerd door de sensoren van het GRAIL-ruimtevaartuig.

“Door deze verschillen in het zwaartekrachtveld van de maan te analyseren, konden we onder het oppervlak van de maan kijken en zien wat eronder ligt”, aldus Broquet.

Onder de korst van de maan, in het gebied tussen de korst en de kern dat bekend staat als de mantel, heeft het GRAIL-ruimtevaartuig twee dichte gebieden ontdekt die consistent zijn met titanium- en ijzerafzettingen van ‘ilmeniet’ die zouden kunnen bestaan ​​als de Theia-inslagtheorie correct is.

Na Theia’s potentiële botsing met de aarde, en met delen van deze verloren planeet die diep onder de aardkorst begraven lagen, begonnen gesmolten lavapoelen van zwaar titanium en ijzer op het oppervlak van de maan dieper naar de kern van de maan te zinken, waardoor lichtere rotsen omhoog werden geduwd.

“Onze maan heeft zichzelf letterlijk binnenstebuiten gekeerd”, zegt Broquet’s co-auteur, Jeff Andrews Hanna, een geofysicus aan het Lunar and Planetary Laboratory van de Universiteit van Arizona.

Computermodellen van hun collega Nan Zhang van de Universiteit van Peking in Peking vormden het oorspronkelijke raamwerk voor hun theorie dat titaniumrijke materialen diep in de maan aanwezig zouden zijn als gevolg van de oorsprong van de maan als delen van de planeet Theia.

“Toen we die modelvoorspellingen zagen, was het alsof er een lampje ging branden”, zei Andrews-Hannah.

“We zien precies hetzelfde patroon als we kijken naar subtiele variaties in het zwaartekrachtveld van de maan, waardoor een netwerk van dicht materiaal onder de korst zichtbaar wordt”, zei hij.

terug naar de aarde, Twee vergelijkbare dichte en ongewone gebieden aan de basis van de mantel van onze planeet – bekend als grote lagesnelheidsprovincies (LLVP’s) – verleenden ook geloofwaardigheid aan de theorie dat een interplanetaire botsing tot de schepping van onze maan heeft geleid.

De ene ligt onder de Afrikaanse tektonische plaat en de andere onder de Pacifische tektonische plaat, zoals gemeten door seismische apparatuur die vergelijkbaar is met die welke wordt gebruikt om aardbevingen te detecteren.

Het bestaan ​​ervan werd bevestigd toen geologen ontdekten dat seismische golven aanzienlijk vertraagden op een diepte van 2900 kilometer in de twee regio’s, wat anders is dan in andere delen van de aarde.

READ  Daily Telescope: Kijkend naar een 800 jaar oud supernova-overblijfsel

Wetenschappers hebben nieuw bewijs gevonden dat de maan is ontstaan ​​tijdens een gigantische botsing tussen de aarde en een protoplaneet ter grootte van Mars, Theia genaamd, 4,5 miljard jaar geleden. Hierdoor werden ook sporen van Theia diep in de aardmantel begraven (zoals te zien na de inslag).

Na het uitvoeren van een reeks simulaties ontdekte professor Hongping Ding dat na de inslag van de maanformatie een grote hoeveelheid materiaal van de Theian-mantel (ongeveer 2% van de massa van de aarde) de onderste mantel binnendrong (oranje weergegeven in de artistieke impressie hierboven).

Wetenschappers geloven dat het materiaal in deze LLVP’s 2 tot 3,5 procent dichter is dan de mantel rondom de aarde.

Vorig jaar kwamen onderzoekers onder leiding van het California Institute of Technology op het idee dat deze deeltjes zijn geëvolueerd uit een kleine hoeveelheid thean die de lagere mantel van de oude aarde binnendrong.

Om dit te ondersteunen vroegen ze professor Hongping Ding van het Shanghai Astronomical Observatory om dit idee te onderzoeken met behulp van zijn baanbrekende methoden op het gebied van computationele vloeistofdynamica.

Na het uitvoeren van een reeks simulaties ontdekte professor Ding dat na de botsing die leidde tot de vorming van de maan, een grote hoeveelheid Theyan-materiaal – ongeveer 2% van de massa van de aarde – de lagere mantel van de oude planeet was binnengedrongen.

“Door zorgvuldig een breed scala aan gesteentemonsters te analyseren, gecombineerd met nauwkeurigere gigantische impactmodellen en modellen voor de evolutie van de aarde, kunnen we de fysieke structuur en orbitale dynamiek van de oorspronkelijke aarde, Gaia en Theia, afleiden,” zei Deng, co-auteur van Qian Yuan, geofysicus bij Caltech die ook aan dit project werkte.

Het team van Ding en Yuan publiceerde hun onderzoek in het tijdschrift natuur Eind vorig jaar.

Broquet zei dat hij hoopt dat toekomstige NASA-missies naar de maan, zoals die gepland voor het Artemis-programma, soortgelijke seismische metingen zullen kunnen uitvoeren: de eerste seismische gegevens in zijn soort van de maan die de Theia-impacttheorie beter zullen ondersteunen.

“Toekomstige missies, zoals het aardbevingsnetwerk, zullen een beter onderzoek naar de geometrie van deze structuren mogelijk maken”, aldus de onderzoeker.