A Föld és a Theia szomszédok voltak

4,5 milliárd évvel ezelőtt, az épp csak létrejött ősi Föld rögtön egy kataklizmát kellett átéljen: egy Mars nagyságú bolygóval ütközött össze. Ennek eredményeként a két égitest anyaga megolvadt, összekeveredett, és egy részéből létrejött a Hold. Mind a Föld, mind a Hold magában hordozza ennek, a Theia névvel illetett ősbolygónak az anyagát. Egy nemrégiben, a Science folyóiratban közzé tett kutatásban vizsgálták meg a Theia eredetét, a kutatást a Max Planck Naprendszerkutató Intézet ismertette.

„Egy égitest összetételéből kiolvashatók a kialakulásának körülményei, beleértve a keletkezési helyét is” – mondta Thorsten Kleine, a kutatás résztvevője. A kutatás során a szakemberek először is igyekeztek meghatározni a Theia összetételét, majd ez alapján a létrejöttének helyét is. Az ehhez szükséges mérésekhez az Apollo-programban hazahozott kőzetmintákat használták.

Különösen árulkodóak egyes fémek izotóparányai az égitest anyagában. Összetett kémiai okokra visszavezethetően az egyes izotópok már a protoplanetáris korongban is kissé elkülönültek, a Naptól való távolság függvényében.

Ennek következtében az egyes helyeken kialakuló égitestek eltérő izotóparányokat kaptak. A kutatók most 15 földi és 6 holdi kőzetminta vas-izotópjait mérték meg példátlan pontossággal. Az eredmények megegyeznek azzal, amit a korábbi, króm, kalcium, titán, cirkónium vizsgálatai is nyújtottak: e téren a két égitest megkülönböztethetetlen.

Ez az egyformaság azonban semmit se árul el a Theia eredetéről, mivel egész egyszerűen túl sok egyformán lehetséges ütközés-változatot tesz lehetővé. Emellett azt se tudjuk biztosan, hogy milyen mértékben és hol keveredett a két égitest anyaga, s miből jött létre a Hold. A legtöbb modellből az következik, hogy égi kísérőnk szinte teljesen a Theia anyagából jött létre, más modellek azonban azt mutatják, belekeveredett az ősi földköpeny anyaga is, sőt az is lehet, hogy teljesen elegyedett a két égitest anyaga. Mivel a modellek nem adtak egyértelmű eredményt, ezért a kutatók most ezt a módszert nem is használták.

A holdi és földi izotóparányokból (vas, króm, molibdén, cirkónium) igyekeztek visszafejteni, hogy a Theia és a Föld eredetileg milyen összetételű és méretű lehetett. A különféle elemek a bolygókeletkezés eltérő fázisaiból fennmaradt tanúként vallanak az ősi körülményekről.

Mire a Theiával összeütköztünk, bolygónk alapanyagában már elkülönültek és a bolygó mélyébe süllyedtek a vasmag és az ehhez kötődő elemek (pl. a molibdén) – vagyis ezek már hiányoztak a bolygónk kőzetburkolatából. Ez azt jelenti, hogy mindaz a vas és a vele kapcsolódó fémek, amik ma a köpenyben vagy a kéregben előfordulnak, később kerülhettek csak oda. Ha nincs az ütközés, akkor ma nincs acéliparunk sem.

A különféle meteoritok izotóparányait is segítségül hívó számítások szerint a legvalószínűbb az, hogy a Föld és a Theia is a belső Naprendszer szülöttei, ám a Theia a Naphoz kicsit közelebb jött létre. Vagyis: a belső szomszédunk lehetett. A Theia a Föld tömegének kb. 5-10 százalékát tehette ki, de elkülönült vasmaggal rendelkezett már ő maga is, mire bolygónkkal ütközőpályára állt.