Jorden och månen skapades som ett resultat av en gigantisk kollision mellan två planeter på storleken Mars och Venus. Men ny forskning visar att jorden och månen kan ha bildats mycket senare - kanske upp till 150 miljoner år efter bildandet av solsystemet.
"Vi har bestämt jordens och månens åldrar med hjälp av volframisotoper, vilket kan avslöja om järnkärnorna och deras stenytor har blandats samman under kollisionen," sa Tais W. Dahl, från Niels Bohr-institutet vid universitetet. i Köpenhamn i samarbete med professor David J. Stevenson från California Institute of Technology (Caltech).
Planeterna i solsystemet skapades av kollisioner mellan planetärembryon som kretsade kring den nyfödda solen. I kollisionerna gick de små planeterna samman och bildade större och större planeter. När den gigantiska kollisionen inträffade som slutligen bildade jorden och månen, hände den vid en tidpunkt då båda planetkropparna hade en kärna av metall (järn) och en omgivande mantel av silikater (sten). Men när hände det och hur hände det? Kollisionen ägde rum på mindre än 24 timmar och jordens temperatur var så hög (7000 ºC) att både sten och metall måste ha smält i den turbulenta kollisionen. Men blandades även stenmassan och järnmassan?
Jordens och månens ålder kan dateras genom att undersöka förekomsten av vissa element i jordens mantel. Hafnium-182 är ett radioaktivt ämne som sönderfaller och omvandlas till isotopen volfram-182. De två elementen har markant olika kemiska egenskaper och medan volframisotoper föredrar att binda med metall föredrar hafnium att binda till silikater, dvs berg.
Det tar 50-60 miljoner år för hela hafnium att ruttna och omvandlas till volfram, och under månen som bildade kollision sjönk nästan all metall i jordens kärna. Men gick all volfram in i kärnan?
”Vi har studerat i vilken grad metall och sten blandas samman under planeten bildar kollisioner. Med hjälp av dynamiska modellberäkningar av den turbulenta blandningen av flytande berg och järnmassor har vi funnit att volframisotoper från jordens tidiga bildning kvarstår i den steniga manteln, ”sade Tahl.
De nya studierna antyder att den månbildande kollisionen inträffade efter att hela hafnium hade förfallit fullständigt till volfram.
”Våra resultat visar att metallkärna och sten inte kan emulgera i dessa kollisioner mellan planeter som är större än 10 kilometer i diameter och att de flesta av jordens järnkärnor (80-99%) inte tog bort volfram från det steniga materialet i manteln under bildningen ”sa Dahl.
Resultatet av forskningen innebär att kollision som skapade jorden och månen kan ha inträffat så mycket som 150 miljoner år efter bildandet av solsystemet, mycket senare än de 30 miljoner år som man tidigare trodde.
Forskningsresultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften, Earth and Planetetary Science Letters.
Från ett Köpenhamns pressmeddelande.
