poniedziałek, 7 czerwca 2010

Ziemia i Księżyc powstały później


Dotychczas sądzono, że Ziemia i Księżyc powstały w wyniku zderzenia dwóch planet wielkości Marsa i Wenus, które miało miejsce, gdy Układ Słoneczny miał około 30 milionów lat, czyli około 4.537 miliarda lat temu. Jednak najnowsze badania naukowców z Instytutu Nielsa Bohra dowodzą, że stało się to nawet 150 milionów po powstaniu Układu Słonecznego.

Tais W. Dahl z Instytutu Nielsa Bohra Uniwersytetu w Kopenhadze i David J. Stevenson z Caltechu uzyskali wiek Ziemi i Księżyca na podstawie izotopów wolframu, za pomocą których można stwierdzić, czy żelazne jądra i ich skalne otoczki zostały zmieszane ze sobą podczas kolizji.

Zderzenie dwóch planet, które miały żelazne jądra i otoczki z krzemianów trwało nie dłużej niż 24 godziny, a temperatura Ziemi dochodziła do 7000º C. W takich warunkach skała i metal stopiły się, ale czy się zmieszały? Do niedawna uważano, że zmieszały się całkowicie i stąd pogląd, że Księżyc powstał 4.537 miliarda lat temu.

Najnowsze badania jednak temu przeczą. Wiek Ziemi i Księżyca można ustalić badając obecność pewnych pierwiastków w płaszczu Ziemi. Hafn-182 jest pierwiastkiem radioaktywnym, który rozpada się i przekształca w izotop wolframu-182. Oba pierwiastki mają różne właściwości chemiczne. Izotop wolframu lepiej wiąże się z metalem, a hafn z krzemianami.

Aby hafn rozpadł się całkowicie i przekształcił w wolfram potrzeba 50-60 milionów lat. W czasie zderzenia żelazo niemal w całości znalazło się w jądrze Ziemi, ale czy cały wolfram również?

Naukowcy używając modeli mieszania turbulentnego płynnej skały i żelaza stwierdzili, że izotopy wolframu z wczesnego okresu formowania się Ziemi znajdują się w jej skalnym płaszczu.

Badania te dowodzą, że zderzenie, podczas którego powstał Księżyc miało miejsce po tym, jak cały hafn rozpadł się w wolfram.


Oryginalny artykuł (płatny):
Tais W. Dahl, David J. Stevenson, Turbulent mixing of metal and silicate during planet accretion -- And interpretation of the Hf-W chronometer,
Earth and Planetary Science Letters, Volume 295, Issues 1-2, 15 June 2010, Pages 177-186, ISSN 0012-821X, DOI: 10.1016/j.epsl.2010.03.038.
(http://www.sciencedirect.com/science/article/B6V61-5021JBF-1/2/91561e01eca801be1c32e255f59e866c)