Země a Měsíc jsou mladší?

Dnes se předpokládá, že Země a Měsíc vznikly jako důsledek gigantické tečné srážky dvou planet o velikosti Marsu a Venuše. Až dosud se mělo za to, že k události došlo v době, kdy stáří Sluneční soustavy bylo asi 30 miliónů roků (tj. před 4,537 miliardami roků). Avšak nové výzkumné práce na Niels Bohr Institute vedou k závěru, že se Země a Měsíc musely zformovat mnohem později – možná více než 150 miliónů roků po vzniku Sluneční soustavy. Závěry těchto výzkumů byly publikovány ve vědeckém časopise Earth and Planetary Science Letters.

„Stáří Země a Měsíce jsme určili pomocí izotopů wolframu, které mohou odhalit, zda se kovová jádra a kamenité povrchy protoplanet navzájem promíchaly v průběhu vzájemné kolize,“ říká Tais W. Dahl, který prováděl výzkum jako svoji diplomovou práci z geofyziky na Niels Bohr Institute (University of Copenhagen) ve spolupráci s profesorem Davidem J. Stevensonem z California Institute of Technology (Caltech).

Bouřlivé kolize

Planety Sluneční soustavy se vytvořily v důsledku kolizí malých těles kroužících kolem mladého Slunce. Při vzájemných srážkách se tato tělesa roztavila a vytvářela větší a větší objekty. Země a Měsíc jsou důsledkem gigantické kolize dvou těles velikosti Marsu a Venuše. Obě planety se srazily v době, kdy již měly vytvořená kovová (železná) jádra a byly obklopeny kamenným (silikátovým) pláštěm. Avšak kdy k této události došlo a jak probíhala? Vzájemná srážka trvala méně než 24 hodiny a teplota na Zemi byla tak vysoká (7 000 °C), že kamenný plášť i kovové jádro se musely během gigantické kolize tavit. Avšak kdy došlo k vzájemnému promíchání kamenného a kovového matriálu?

Donedávna se předpokládalo, že horniny a železo se navzájem promíchaly během procesu formování planet, a tak závěr byl, že Měsíc vznikl v době, kdy stáří Sluneční soustavy bylo 30 miliónů roků, tj. přibližně před 4,537 miliardami roků. Avšak nové výzkumy ukazují něco zcela jiného.

Datování na základě radioaktivních prvků

Stáří Země a Měsíce může být datováno na základě přítomnosti některých prvků v zemském plášti. Hafnium 182 je radioaktivní materiál, který se rozpadá a přeměňuje na izotop wolframu 182. Tyto dva prvky mají výrazně odlišné chemické vlastnosti. Zatímco izotop wolframu preferuje vazbu s kovy, naopak hafnium preferuje vazbu na silikáty.

Rozpad veškerého hafnia a jeho přeměna na wolfram trvá 50 až 60 miliónů roků. Během vzniku Měsíce v důsledku kolize klesl téměř veškerý kov do středu Země. Ale klesl opravdu veškerý wolfram do zemského nitra?

„Zjišťovali jsme, jak se postupně kovy a horniny navzájem promíchávaly během formování planet v důsledku kolizí. Použitím dynamického modelu výpočtů turbulentního promíchávání kovů a horniny v kapalném stavu jsme zjistili, že izotopy wolframu z období mladé Země zůstaly v kamenném plášti,“ vysvětluje Tais W. Dahl, Niels Bohr Institute (University of Copenhagen - viz obrázek vpravo). Nové výzkumy totiž naznačují, že ke vzniku Měsíce v důsledku kolize došlo až po tom, co se veškeré hafnium zcela rozpadlo na wolfram.

„Výsledky našich výzkumů ukazují, že kovové jádro a kamenný plášť se nejsou schopny promíchat při kolizi těles, která jsou větší než 10 km v průměru. Proto nemohl být wolfram odstraněn z kamenného materiálu v plášti Země během této kolize,“ říká Tais W. Dahl.

Závěry těchto výzkumů znamenají, že Země a Měsíc musely vzniknout mnohem později, než se doposud soudilo – tedy ne 30 miliónů roků po vzniku Sluneční soustavy, ale pravděpodobně více než 150 miliónů roků po vzniku planetárního systému.

Zdroj: http://news.ku.dk/all_news/2010/2010.6/earth_and_moon/

autor: František Martinek