Overblijfselen van het vermoedelijke hemellichaam Theia in het binnenland van de aarde

Pasadena. Kort na de vorming van het zonnestelsel, 4,6 miljard jaar geleden, kwam het hemellichaam Theia ter grootte van Mars in botsing met de oeraarde. Onze maan werd gevormd uit puin dat in de ruimte werd gegooid – een mengsel van Theia’s materie en de oorspronkelijke aarde. Maar de overblijfselen van Theia worden ook diep in de aardmantel bewaard, zoals een onderzoeksteam uit de VS en Groot-Brittannië nu heeft ontdekt. Twee voorheen raadselachtige gebieden met een verhoogde dichtheid kunnen worden verklaard als ophopingen van Theia, schrijven de wetenschappers in het tijdschrift Nature.

“Seismische studies van het binnenste van de aarde laten twee gebieden ter grootte van een continent zien waarin seismische golven zich ongewoon langzaam voortplanten”, leggen Qian Yuan en collega’s van de Arizona State University uit. Daarom verschillen de diepe delen van de aardmantel qua samenstelling van het materiaal rondom de aardmantel en zijn ze 2 tot 3,5 procent dichter. Tot op heden bestaat er geen algemeen aanvaarde wetenschappelijke verklaring voor deze gebieden.

Het is mogelijk dat de overblijfselen zich onder de Stille Oceaan en Afrika bevinden

Met behulp van grootschalige computersimulaties laten Yuan en zijn collega’s nu zien dat dergelijke dichtere gebieden een natuurlijk gevolg zijn van grote botsingen tijdens de vorming van planeten – en dat de twee anomalieën, diep in de aardmantel onder de Stille Oceaan en onder Afrika, detecteerbare overblijfselen zijn. . Over Thea. “Onze botsingssimulaties laten zien dat een deel van de mantel van Theia naar de lagere mantel van de aarde kan migreren”, aldus de onderzoekers.

Op basis van de samenstelling van de maan, die werd gevormd uit aarde en Theia-puin, verkregen Yuan en zijn collega’s een dichtheid voor deze zinkende delen van Theia’s mantel die 2 tot 3,5% hoger is dan de normale dichtheid van de aardmantel. De waarden komen goed overeen met de resultaten afgeleid van seismisch onderzoek. Zoals de simulaties van het team ook laten zien, zijn dit fragmenten van Theia’s mantel van wel vijftig kilometer groot die in het binnenste van de aarde zijn gezonken en daar, boven de kern van de aarde, zijn samengesmolten om grotere structuren te vormen.

Vulkanische materialen ondersteunen het proefschrift

Een belangrijk aspect is dat deze grotere dichtheden vier en een half miljard jaar lang stabiel kunnen blijven in de aardmantel, dat wil zeggen tot op de dag van vandaag, zoals blijkt uit computermodellen. Een ander bewijsstuk ondersteunt de hypothese van Yuan en collega’s: de Hawaiiaanse eilanden bevatten een vorm van vulkanisch basalt waarvan de samenstelling verrassend veel lijkt op de rotsen van de lavavlaktes op de maan. Dit gesteente is mogelijk afkomstig uit de materiële regio Theia, diep in Hawaï.

Maar het model van Yuan en collega’s is niet alleen belangrijk voor het aarde-maansysteem. “Grote gevolgen komen vaak voor in de laatste fase van de planeetvorming”, beweren de onderzoekers. “Daarom is het waarschijnlijk dat soortgelijke inhomogeniteiten bestaan ​​in het binnenste van andere planeten.” Misschien zijn er sporen van eerdere botsingen in de aarde te vinden.

RND/DA