Kollisioner efter månedannelse ombyggede den tidlige jord

Forskere fra Southwest Research Institute modellerede for nylig den langvarige periode med bombardement efter Månens dannelse, da tiloversblevne planetesimaler bankede på Jorden. Baseret på disse simuleringer, forskere har en teori om, at objekter på størrelse med månen leverede mere masse til Jorden end tidligere antaget.

Tidligt i sin udvikling, Jorden blev ramt af et andet stort objekt, og Månen blev dannet af det resulterende affald, der blev slynget ud i en skive, der kredser om Jorden. En lang periode med bombardement fulgte, den såkaldte "sen tilvækst, ", da store kroppe ramte Jorden og leverede materialer, der blev ophobet eller integreret i den unge planet.

"Vi modellerede de massive kollisioner, og hvordan metaller og silikater blev integreret i Jorden under dette 'sene tilvækststadium,' ' som varede i hundreder af millioner af år efter Månen blev dannet, " sagde SwRI's Dr. Simone Marchi, hovedforfatter af en Natur Geovidenskab papir, der beskriver disse resultater. "Baseret på vores simuleringer, den sene tilvækstmasse leveret til Jorden kan være betydeligt større end tidligere antaget, med vigtige konsekvenser for vores planets tidligste udvikling."

Tidligere, forskere vurderede, at materialer fra planetesimaler integreret i den sidste fase af jordisk planetdannelse udgjorde omkring en halv procent af Jordens nuværende masse. Dette er baseret på koncentrationen af ​​meget "siderofile" elementer - metaller som guld, platin og iridium, som har en affinitet til jern - i jordens kappe. Den relative overflod af disse elementer i kappen peger på sen tilvækst, efter at Jordens kerne var dannet. Men estimatet antager, at alle stærkt siderofile elementer leveret af de senere påvirkninger blev bibeholdt i kappen.

Sen tilvækst kan have involveret store differentierede projektiler. Disse impactorer kan have koncentreret de meget siderofile elementer primært i deres metalliske kerner. Nye påvirkningssimuleringer i høj opløsning foretaget af forskere ved SwRI og University of Maryland viser, at væsentlige dele af en stor planetesimals kerne kan falde ned til, og blive assimileret i, jordens kerne - eller rikochetter tilbage i rummet og undslippe planeten helt. Begge udfald reducerer mængden af ​​stærkt siderofile elementer tilføjet til Jordens kappe, hvilket indebærer, at der kan være leveret to til fem gange så meget materiale end hidtil antaget.

"Disse simuleringer kan også hjælpe med at forklare tilstedeværelsen af ​​isotopiske anomalier i gamle terrestriske stenprøver såsom komatiit, en vulkansk sten, " sagde SwRI medforfatter Dr. Robin Canup. "Disse anomalier var problematiske for modeller af måneoprindelse, der indebærer en godt blandet kappe efter det gigantiske nedslag. Vi foreslår, at i det mindste nogle af disse sten kan være blevet produceret længe efter det månedannende nedslag, under sen tilvækst."

Papiret, "Heterogen levering af silikat og metal til Jorden af ​​store planetesimaler, " blev offentliggjort 4. december online i Natur Geovidenskab .