Záhadné útvary, jejichž existence v zemském plášti byla dosud záhadou, jsou nejspíš kusy protoplanety o velikosti Marsu, která se srazila s naší planetou, zjistili vědci v nové studii.

Vetřelec v zemských útrobách

Předpokládá se, že protoplaneta Theia narazila do Země těsně po jejím vzniku před 4,5 miliardy let.

Nový výzkum expertů z USA, Británie a Číny naznačuje, že část tohoto objektu dosud existuje v zemském plášti v podobě dvou obřích kapek o velikosti kontinentů, které vrtají hlavou geologům.

Patří mezi největší a nejpodivnější ze všech struktur na Zemi. Říká superplumy, anebo také velké provincie s nízkou smykovou rychlostí (LLSVP). Jedna je pohřbena pod Afrikou, druhá pod Tichým oceánem. Obě vězí ve spodní části pozemského pláště.

Jsou to místa, kde se seismické vlny pohybují pomaleji než ve zbytku pláště, což naznačuje, že v nich je podstatný rozdíl v teplotě či složení, případně v obojím.

„Náraz, při kterém vznikl Měsíc, je logickým vysvětlením vzniku těchto dvou superplum,“ cituje magazín Live Science Qiana Yuana, geofyzika z Kalifornského technologického institutu, který je hlavním autorem studie o superplumách, zveřejněné ve středu 1. listopadu v časopise Nature.

Yuan ve spolupráci s planetárními vědci simuloval náraz, při kterém se Měsíc zformoval, zjišťoval jeho vliv na plášť a způsob, jakým zbytky impaktního tělesa cirkulovaly v plášti během následujících 4,5 miliardy let.

Země tehdy (před 4,5 miliardy let) a nyní (vpravo dole). | zdroj: kredit-Hongping Deng/Hangzhou Sphere Studio

Vědci nejprve zjistili, že srážka Země s tělesem o velikosti Marsu, což je přijímaná velikost protoplanety Theia, neroztavila celý plášť, ale pouze jeho horní polovinu.

Modelování cirkulace pláště ukázalo, že „vetřelec“ se postupně začleňoval do zemského pláště. Protože měl podle modelu asi o 2,5 procenta větší hustotu než plášť, klesal a tuhnul. Nakonec se „usadil“ hluboko v plášti, ale nestal se součástí zemského jádra.

„Naše zjištění zpochybňuje tradiční představu, že dopad vedl k homogenizaci rané Země. Místo toho to vypadá, že je původem heterogenity raného pláště a představuje výchozí bod pro geologický vývoj Země v průběhu 4,5 miliardy let,“ říká další autor studie, Hongping Deng ze Šanghajské astronomické observatoře.

Vědci dříve zmiňovali hypotézy, podle nichž jsou superplumy zbytky starých tektonických desek, nějaké skvrny s vyšší teplotou nebo magmatický oceán na úpatí pláště.

Tým stojící za novou studií předpokládá, že superplumy vytvořila Theia.

Scénář popisovaný ve studii odpovídá tomu, jak v současnosti vypadají superplumy, které se nacházejí v hloubce více než 2000 kilometrů pod zemským povrchem a jsou asi o 3 procenta hustší než jejich okolí.

Vědci ve studii odhadují, že po srážce bylo asi 10 procent pláště protoplanety zachyceno Zemí. To znamená, že až 3 procenta hmotnosti Země může pocházet Theie.

Velká část materiálu z protoplanety je nyní na samotném Měsíci, takže porovnání superplum s měsíčními horninami by mohlo že pochází ze stejného zdroje.

K tomu budou vědci potřebovat vzorky z hlubin Měsíce, což by mohl být úkol pro plánovanou lunární misi NASA nazvanou Artemis.

Srážka, která stvořila jedinečnou planetu – Zemi

Autoři studie připomínají, že v naší galaxii, Mléčné dráze, jsme dosud nenašli žádné exoplanety podobné Zemi. Ničivý dopad proto může být jedním z důvodů, proč je Země tak jedinečná.

„Pradávná srážka měla dlouhodobý účinek na vývoj Země. Může proto být jedním ze základních faktorů, který vysvětluje, proč je Země tak geologicky odlišná od jiných kamenných planet,“ vysvětluje geofyzik Yuan.