Gigantyczne uderzenie obcej planety mogło zapoczątkować tektonikę płyt i życie na Ziemi

Tektonika płyt jest obecnie dominującą teorią tłumaczącą wielkie ruchy ziemskiej litosfery. Wyjaśnia zjawisko dryftu kontynentalnego, powstawanie gór, czy lokalizację stref sejsmicznych. Według tej teorii zewnętrza warstwa naszej planety zachowuje się jak ciało sztywne tylko do pewnej głębokości. Poniżej wykazuje ono właściwości ciała częściowo plastycznego, dzięki czemu może się poruszać w skali milionów lat.

Sztywna część podzielona jest na płyty tektoniczne, które mogą się przesuwać względem siebie, tj. odsuwać się, przybliżać, lub zderzać się ze sobą. Jednakże w tej koncepcji wyjątkowo kontrowersyjnym elementem było pochodzenie źródła siły, które powoduje ruch płyt.

Do tej pory jednym z wyjaśnień tego stanu rzeczy były prądy konwekcyjne płaszcza Ziemi - w skrócie gorąca magma przemieszcza się wprost od jądra ku powierzchni, gdzie rozchodzi się na boki i ochładzając się, opada. Kolejnym wyjaśnieniem może być wpływ siły grawitacji na zanurzającą się w strefie subdukcji płytę tektoniczną.

Niestety żadna koncepcja nie tłumaczy wszystkich obserwowalnych zależności, dlatego też dyskusje na ten temat nie ustają. Ponadto tektonika płyt rozpoczęła się wyjątkowo wcześnie w trakcie formowania się Ziemi — jest to sprzeczne z istniejącymi modelami. Jednakże nowe badania mogą zrewolucjonizować podejście geologów.

Ziemia jest obecnie jedyną znaną planetą, gdzie możemy udokumentować płyty tektoniczne i ich ruch. Od lat istnieją przypuszczenia, że tektonika płyt w jakiś sposób może być powiązana z Księżycem. Sprawę mogą wyjaśniać niewielkie kryształy, które uformowały się około 4,3 mld lat temu i są odnajdywane teraz w Australii Zachodniej.

Cyrkon zawiera uran i tor, które rozpadają się na ołów w ściśle określonym czasie. Dlatego też na podstawie tych zależności możemy datować poszczególne warstwy geologiczne. To właśnie one zdradziły wielką tajemnicę Ziemi.

Około 4,5 mld lat temu w naszą planetę uderzył obiekt wielkości Marsa, nazwany Theią. Ta wielka kosmiczna katastrofa wyrzuciła skały z pra-Ziemi w przestrzeń. Właśnie z nich powstał Księżyc.

W zeszłym roku odnaleziono dowody wskazujące, że we wnętrzu Ziemi nadal drzemią pozostałości Thei. Fragmenty te pasują geologicznie do skał znajdujących się we wnętrzu Księżyca.

- Gigantyczne zderzenie jest nie tylko powodem powstania naszego Księżyca, ale także ustaleniem warunków początkowych dla naszej Ziemi - powiedział dla "The Washington Post" Qian Yuan, geolog z Caltech.

Wcześniejsze badania sugerowały, że subdukcja, czyli proces, w którym jedna płyta tektoniczna zapada się pod drugą, rozpoczęła się zaledwie 200 mln lat po hipotetycznym uderzeniu Thei. Naukowcy uważają, że jest to wręcz zastraszające tempo. Powstało pytanie, co spowodowało to "przyspieszenie".

Jak piszą naukowcy: "W tym badaniu wykonujemy modele konwekcji całego ziemskiego płaszcza, aby zilustrować, że silne pióropusze mogą powstać, osłabić litosferę i ostatecznie zainicjować subdukcję [około] 200 milionów lat po gigantycznym zderzeniu". 

Nowe badania wykazały, że pióropusze magmy powstały w wyniku wzrostu temperatury na granicy jądro-płaszcz pra-Ziemi w wyniku nagromadzenia się w tym miejscu fragmentów Thei. Wzrost temperatury był skutkiem grawitacyjnej energii potencjalnej dostarczonej przez zderzenie, a także rozpadu pierwiastków promieniotwórczych, które niosła ze sobą Theia.

Dlatego też naukowcy uważają, że Theia wywarła niepowtarzalny i trwały wpływ na Ziemię, kształtując jej geologiczną i biologiczną ewolucję. Tutaj pojawia się również kolejny wymóg dla planety, by ta była w stanie podtrzymywać życie. Taki aspekt dodatkowo rzutuje na liczbę potencjalnych obcych cywilizacji istniejących w kosmosie - może być ich znacznie mniej, niż podają szacunki.

Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Geophysical Research Letters.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!