Tief im Inneren der Erde befinden sich die Überreste eines alten Planeten

Ich glaube, viele Leute haben eine solche Geschichte gehört. Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren kollidierte ein marsgroßer Protoplanet namens Theia heftig mit der jungen Proto-Erde. Die durch diesen Aufprall ausgeworfenen Trümmer sammelten sich schließlich und bildeten den Mond .

Obwohl dies die gängige Theorie zur Entstehung des Mondes ist, wird sie aufgrund einiger schwer zu erklärender Details oft in Frage gestellt. So haben Wissenschaftler beispielsweise nie Spuren von Theia im Asteroidengürtel oder in Meteoriten gefunden. Wohin also gingen alle anderen Einschlagtrümmer außer dem Material, aus dem der Mond entstand? In einer neuen Studie, die am 1. November 2023 in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, glauben Forscher, dass der größte Teil von Theias Material von der jungen Erde absorbiert wurde !

Was ist los? Beginnen wir mit den ungewöhnlichen Entdeckungen im Inneren der Erde.

Abnormale Materie im Inneren der Erde

Wir leben auf der Erdkruste , einer dünnen Schicht aus festem Gestein. Im Zentrum der Erde befindet sich der **Kern**, der hauptsächlich aus Eisen und Nickel besteht. und zwischen der Kruste und dem Kern befindet sich der **Mantel**.

In den 1980er Jahren stellten Geophysiker zu ihrer Überraschung fest, dass sich am Boden des Erdmantels in der Nähe des Erdkerns zwei riesige, mysteriöse Körper aus anormaler Materie befanden, einer unter dem afrikanischen Kontinent und der andere unter dem Pazifischen Ozean.

Die beiden anomalen Körper weisen eine etwas höhere Dichte als ihre Umgebung auf, was darauf schließen lässt, dass sie möglicherweise aus anderen Elementanteilen bestehen als der Rest des Mantels. Wir wissen, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen in unterschiedlichen Materialien unterschiedlich ist. Wenn seismische Wellen diese ungewöhnlichen Gesteinsschichten durchdringen, die sich über Tausende von Kilometern am Boden des Erdmantels erstrecken, wird ihre Geschwindigkeit erheblich reduziert. Daher werden diese beiden mysteriösen anomalen Materiekörper auch als große Scherwellenkörper mit niedriger Geschwindigkeit (LLSVPs) bezeichnet.

LLSVPs haben wichtige Auswirkungen auf die Entwicklung des Erdmantels, die Trennung und Zusammensetzung von Superkontinenten und die tektonische Plattenstruktur der Erde. Aber die Frage ist: Woher kommen sie?

Wie entstehen sie?

Der Geophysiker Yuan Qian , der Erstautor des neuen Artikels, und seine Mitarbeiter erstellten verschiedene Modelle für die chemische Zusammensetzung von Theia und seinen Einfluss auf die Erde und simulierten die Wechselwirkung zwischen Theias Mantel und dem Erdmantel von der Kollision bis heute. Die Simulationsergebnisse bestätigen, dass die Kollision zwischen Theia und der Erde tatsächlich zur Bildung von LLSVPs und des Mondes führen könnte:

Durch den heftigen Aufprall verband sich das meiste Material von Theia mit dem Erdmantel . Die geschmolzene Schicht des oberen Erdmantels zog einen Teil des Materials an und verwandelte es in Erdmaterial. Ein anderer Teil des Materials von Theia durchdrang die geschmolzene Schicht des Erdmantels und sank auf den Boden des grundsätzlich festen unteren Erdmantels , wo es sich dann sammelte und kristallisierte und schließlich die beiden unabhängigen LLSVPs bildete, die wir heute an der Grenze zwischen Kern und Mantel entdeckt haben. Gleichzeitig wurden einige der durch den Aufprall entstandenen Restfragmente von Theia in die Umlaufbahn geschleudert und vereinigten sich zum Mond .

Die Simulationen lassen darauf schließen, dass ein großer Teil des Kerns von Theia, der 3 % der heutigen Erdmasse entspricht, auf unserem Planeten verblieben ist. Mittlerweile ist ein großer Teil von Theias Mantel (etwa 5 % der Erdmasse) in den obersten etwa 1.400 Kilometern des Erdmantels eingebettet.

Muss noch weiter überprüft werden

Um die neuen Forschungsergebnisse weiter zu bestätigen, sind jedoch weitere Tests erforderlich, beispielsweise durch den Vergleich von Gesteinsproben aus dem Erdmantel und vom Mond, um diese Modelle zu verifizieren. Die Forscher sagen, ihr nächster Schritt bestehe darin, zu untersuchen, welchen Einfluss diese großen, langsamen Körper auf die frühe Evolution der Erde hatten. Sie hoffen, dass diese Forschung Aufschluss darüber gibt, was die Erde so einzigartig macht, und sogar Anregungen für das Verständnis der Entstehung und Bewohnbarkeit von Exoplaneten außerhalb unseres Sonnensystems liefert.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Team: Prinzipal

Gutachter: Zhang Yuxiu (Fakultät für Erd- und Planetenwissenschaften, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.

#Referenzquelle:

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06589-1

https://www.caltech.edu/about/news/the-remains-of-an-ancient-planet-lie-deep-within-earth

https://english.cas.cn/head/202310/t20231026_394367.shtml

https://www.nature.com/articles/d41586-023-03385-9#ref-CR2