En tvärvetenskaplig internationell forskargrupp har nyligen upptäckt en massiv anomali djupt inne i jordens inre som kan vara en
rest från kollisionen för cirka 4,5 miljarder år sedan av två planeter Gaia
(som blev nuvarande Jorden) och Theia (som blev månen).
Denna forskning ger viktiga insikter inte bara
om jordens inre struktur utan också om dess långsiktiga utveckling och
bildandet av det inre av solsystemet.
Studien, som förlitade sig på beräkningsmetoder för
strömningsdynamik som utvecklats av professor DENG Hongping vid Shanghai
Astronomical Observatory (SHAO) vid den kinesiska vetenskapsakademin,
publicerades som ett omslag i Nature den 2 november.
Bildandet av månen har varit en gåta för
flera generationer av forskare. Rådande teori har föreslagit att under de sena
stadierna av jordens tillväxt för cirka 4,5 miljarder år sedan inträffade en
massiv kollision mellan den
ursprungliga jorden (Gaia) och en protoplanet av Mars storlek känd som Theia. Månen
tros ha bildats av spillrorna som genererades av denna kollision.
Numeriska simuleringar har indikerat att månen
sannolikt fick material främst från Theia medan Gaia, på grund av sin mycket
större massa, endast blev lätt förorenad av Theia-material.
Eftersom Gaia och Theia var olikartade planeter bestående av olika material, föreslogs i teorin att månen – som dominerades av theiskt material – och jorden – som
dominerades av Gaias material – borde ha distinkta sammansättningar.
Isotopmätningar med hög precision avslöjade dock senare att jordens och månens
sammansättning är anmärkningsvärt lika vilket utmanar den konventionella teorin
om hur månen bildas.
Även om olika förfinade modeller av den gigantiska
effekten senare har föreslagits, har de alla ställts inför utmaningar.
För att ytterligare förfina teorin om månbildning
började professor DENG forska om månens bildning 2017. Han fokuserade på att
utveckla en ny beräkningsmetod för strömningsdynamik som kallas Meshless Finite
Mass (MFM), som utmärker sig av att noggrant modellera turbulens och
materialblandning.
Genom att använda detta nya tillvägagångssätt och
genom att genomföra många simuleringar av det gigantiska nedslaget, upptäckte
professor DENG att den tidiga jorden uppvisade mantelskiktning efter nedslaget,
där den övre och nedre manteln hade olika sammansättningar och tillstånd.
Närmare bestämt hade den övre manteln en magmaocean, skapad genom en grundlig
blandning av material från Gaia och Theia, medan den nedre manteln förblev i
stort sett solid och behöll Gaias materialsammansättning.
Bild vikipedia: En konstnärs skildring av den
hypotetiska effekten av en planet som Theia och jorden
