Země a Theia byly před srážkou sousedkami

Podle hlavní teorie o vzniku systému Země-Měsíc (hypotézy velkého impaktu) se před 4,5 miliardami let srazil objekt velikosti Marsu (s názvem Theia) s protoZemí. To proměnilo oba objekty v roztavenou lávu, která se nakonec spojila a ochladila, čímž vznikla Země a Měsíc. Postupem času se Měsíc vzdálil a nakonec dosáhl své současné, slapově vázané oběžné dráhy kolem Země, kde je jedna strana trvale otočena k nám. Vědci po desetiletí debatují o tom, kde Theia mohla vzniknout, zda se vytvořila ve vnitřní nebo vnější Sluneční soustavě.

Podle nového výzkumu z Max Planckova institutu pro výzkum Sluneční soustavy (MPS) byly Theia a Země ve skutečnosti „sousedy“ (v kosmickém smyslu). Jak tvrdí v nedávno publikovaném článku, Theia pravděpodobně vznikla ve vnitřní Sluneční soustavě. Jejich analýza je založena na zkoumání poměrů izotopů železa v lunárních horninách dopravených na Zemi astronauty Apolla ve srovnání s těmi, které byly nalezeny na Zemi. To umožnilo týmu omezit složení objektu Theia a vysledovat jeho původ.

Tým vedl Timo Hopp, geovědec a vedoucí laboratoře na MPS a katedře geofyzikálních věd na Chicagské univerzitě. Doplnili ho kolegové z obou institucí, a také výzkumníci z katedry věd o Zemi a planetách na Hongkongské univerzitě, laboratoře CNRS Magmas et Volcans na Univerzitě Clermont Auvergne a katedry věd o Zemi a životním prostředí na Michiganské státní univerzitě. Jejich studie s názvem „Impaktor Theia, který formoval Měsíc, pochází z vnitřní Sluneční soustavy“ byla publikována 20. listopadu 2025 v časopise Science.

Vědci poprvé začali tušit, že Země a Měsíc vznikly společně, když astronauti programu Apollo přivezli na Zemi vzorky měsíční horniny. Tyto horniny odhalily, že měsíční kůra je velmi podobná zemské, složená převážně z křemičitanových minerálů a kovů. Další experimenty se seismometry ukázaly, že i Měsíc má podobnou strukturu, sestávající z křemičitanové kůry a pláště a železo-niklového jádra. To vedlo k hypotéze obřího impaktu, ale otázky ohledně velikosti, složení a místa vzniku Theie ve Sluneční soustavě zůstávaly.

Vzhledem ke katastrofickému osudu Theie a plynutí času je zodpovězení těchto otázek velmi náročné. Naštěstí stopy Theie zůstávají v horninách nalezených na dnešní Zemi a Měsíci, které vědci porovnávají, aby zjistili, zda pocházejí z Theie. Přesně to Hopp a jeho kolegové udělali zkoumáním izotopů železa v 15 pozemských horninách a šesti lunárních vzorcích a porovnávali je navzájem a s několika meteority. Poměry těchto izotopů v tělese mohou odhalit, kde se zformovalo, protože vědci se domnívají, že izotopy různých prvků pravděpodobně nebyly v rané Sluneční soustavě rovnoměrně rozloženy.

Stručně řečeno, existuje teorie, že před miliardami let, kdy se planety stále formovaly, se izotopy železa, oxidu křemičitého, uhlíku a dalších stavebních bloků vyskytovaly v jiných poměrech ve vnější Sluneční soustavě než ty, které se nacházely blíže ke Slunci. Kromě izotopů železa tým zkoumal také izotopy chromu, molybdenu a zirkonia. Spoluautor Nicolas Dauphas z Chicagské univerzity a Hongkongské univerzity uvedl:

„Tyto prvky mají různou afinitu ke kovům, a proto se v různých poměrech rozdělují do planetárních plášťů; proto je zlato tak vzácné a cenné! Umožňují nám přístup k různým fázím formování planet.“

Pomocí výpočtů hmotnostní bilance s nebývalou přesností jejich výsledky ukázaly, že Země a Měsíc mají nerozeznatelné izotopové složení železa nezávislé na hmotnosti. To podporuje dřívější měření izotopových poměrů pro další prvky, včetně chromu, vápníku, titanu a zirkonia, která již ukázala, že Země a Měsíc jsou v tomto ohledu nerozeznatelné. Tyto podobnosti bohužel nepodporují žádné přímé závěry o Theie, protože existuje příliš mnoho možných scénářů srážek a nezodpovězených otázek o tom, jak srážka přerozdělila její materiál.

Zatímco většina modelů tvrdí, že Měsíc vznikl téměř výhradně z materiálu z Theie, může být složen převážně z materiálu z pláště protoZemě. Existuje také možnost, že se materiál ze Země a Theie smíchal do té míry, že se stal neoddělitelným. Výsledky týmu jim však umožnily zvážit scénáře založené na různém složení protoZemě a Theie, stejně jako na různých velikostech Theie. Díky tomu byli schopni získat jasnější představu o planetách a impaktní události na základě toho, jak formovala systém Země-Měsíc, který vidíme dnes.

Nejlépe odpovídající scénář, který našli, byl, že Země i Theia vznikly ve vnitřní Sluneční soustavě. Toto tvrzení podpořil týmový výzkum meteoritů. Vzhledem k tomu, že se v podstatě jedná o materiál, který zbyl po formování Sluneční soustavy (a různé druhy se formovaly v různých oblastech), mohou meteority odhalit, jaké stavební materiály byly k dispozici v rané Sluneční soustavě. Na základě analýzy týmu zjistili, že Theia se pravděpodobně formovala blíže ke Slunci než naše planeta.

„Nejpřesvědčivější scénář je, že většina stavebních kamenů Země a Theie vznikla ve vnitřní Sluneční soustavě,“ řekl Hopp. „Země a Theia pravděpodobně sousedily.“

Tyto výsledky poskytují další vodítka k tomu, jak vypadala raná Sluneční soustava. Vzhledem k obrovskému impaktu, který vytvořil systém Země-Měsíc, pozdnímu těžkému bombardování a tomu, jak objekty přicházející z vnější Sluneční soustavy migrovaly dovnitř (a cestou způsobovaly srážky), se zdá být bezpečné říci, že naše sluneční okolí bylo drsným a násilným místem! Ale právě z této destrukce a rekombinace vznikla naše planeta a její jediný přirozený satelit, které nakonec daly vzniknout životu, jak ho známe. Napadají mě slavná slova Pabla Picassa: „Každý akt stvoření je nejprve aktem destrukce.“

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/new-research-suggest-earth-and-theia-were-neighbors-before-they-collided a https://www.mps.mpg.de/theia-and-earth-were-neighbors

autor: František Martinek