Ősi bolygómaradványok Földünk mélyén

A Föld mélyét leginkább a földrengéshullámok terjedésén keresztül tudjuk megvizsgálni, a rengések terjedési sebessége ugyanis más lesz a különböző tulajdonságú közegekben. E módszerrel fedezték fel már az 1980-as években a köpeny mélyén, a maghoz közeli két nagy kiterjedésű területet, amelyeket nagy, alacsony nyírási sebességű zónáknak (LLSVP vagy LLVP) hívnak. Az egyik Afrika és a déli Atlanti-óceán alatt található, a másik pedig a Csendes-óceán alatt.

E területek anyaga eltér a földköpeny anyagáétól, azonban csak találgatunk arról, hogy mi lehet az eredetük. A Kaliforniai Műszaki Egyetem (Caltech) kutatói és kollégáik álltak most elő a Nature hasábjain közzé tett tanulmányukban azzal az elmélettel, hogy e mélységi tömbök annak a becsapódó égitestnek a maradványai lehetnek, amely a Hold születését is eredményezte.

Ez az elmélet egyúttal arra is választ ad, hogy hova lett a Földnek ütköző „Theia” fantázianevet viselő égitest maradéka, amelynek eddig se kisbolygók, se meteoritok közt nem találták nyomát.

A bolygónk mélyén rekedt hatalmas tömbökről úgy vélik a szakemberek, hogy szokatlanul nagy mennyiségben tartalmaznak vasat, emiatt sűrűbbek a környezetnél, ennek köszönhetően lassulnak le a területükön a földrengések hullámai. Az eredetüket magyarázó elmélet egy bolygókeletkezésről szóló szeminárium kapcsán merült fel, amikor az előadó megjegyezte, hogy a Hold is viszonylagosan sok vasat tartalmaz. A felismerést modellszámítások követték, amelyekben azt vizsgálták meg, hogy a Theia különféle kémiai összetevők esetén miként viselkedett volna az ütközéskor, és azt követően. A szimulációkból bebizonyosodott: az ütközés nyomán mind a Hold, mind pedig bolygónk mélyének e tömbjei létrejöhettek.

A Theia köpenyének anyaga a földköpenybe kerülve ott kikristályosodva elkülönült – ez alkotja ma az LLSVP területeit, az ütközés során a Földből és a Theia-ból kiszakadt anyagtörmelék pedig megalkotta a Holdat. A szimulációk szerint az ütközés energiájának legnagyobb része a földköpeny felső régióit érintette, ezzel az alsó köpeny hűvösebb maradhatott, mint korábban feltételezték. Mivel e régió nem volt olyan olvadt állapotú, mint az ütközésben jobban érintett felső köpeny, ezért a Theia anyaga egyben maradhatott. Ha nagyobb energiával járt volna az ütközés, akkor az alsó köpeny megolvadása miatt ez az anyag nem süllyedt volna egyben a mélybe, hanem elkeveredett volna.

Amennyiben a jövőben begyűjtendő holdi kőzetek közt sikerül majd olyat találni, amelyben a Hold köpenyének anyaga található, a kutatók szerint ez is olyan geokémiai jeleket tartalmaz majd, mint a Föld mélyének a két LLSVP területe, mivel mindegyik ugyanabból az ősi bolygóanyagból ered.

A kutatók szerint ezeknek az anyagmaradványoknak akár a földi lemeztektonika kezdeteihez is lehet közük, ám az elképzelést csak további munkával, számításokkal lehet majd támogatni vagy elvetni.