Δισεκατομμύρια χρόνια πριν, το ηλιακό μας σύστημα ήταν ένα τεράστιο περιστρεφόμενο νέφος αερίου και σκόνης, σε τροχιά γύρω από τον τότε νεογέννητο Ήλιο. Με την πάροδο του χρόνου όμως, αυτό το υλικό συγχωνεύτηκε και άρχισε να σχηματίζει στερεά αντικείμενα, δημιουργώντας τους πρώτους μετεωρίτες. Αυτοί συνέχισαν να ελκύουν την ύλη που υπήρχε στον πρωτοπλανητικό δίσκο, να μεγαλώνουν και να δημιουργούν τους πρώτους πλανήτες, όπως η Γη.
Κατά τη διάρκεια της βρεφικής της ηλικίας, η Γη ήταν ένας κόσμος γεμάτος από λάβα και λιωμένα υλικά. Όμως, 100 εκατομμύρια χρόνια αργότερα η Γη βίωσε μια συντριπτική και καταστροφική σύγκρουση, με έναν άλλο νεαρό πλανήτη, την Θεία, που είχε το μέγεθος του Άρη. Αυτή η κολοσσιαία σύγκρουση έλιωσε το εσωτερικό του πλανήτη και το ανακάτεψε, εξαφανίζοντας μεγάλοι μέρος από την αρχική ταυτότητα της Γης. Οι επιστήμονες μέχρι τώρα πίστευαν πως τα ίχνη της πρωτο-Γης, από τα πρώτα χρόνια της δημιουργίας της, έχουν χαθεί από αυτή την τεράστια σύγκρουση.
Τώρα όμως, μια ομάδα από το MIT αμφισβητεί την υπόθεση πως η πρωτο-Γη έχει εξαφανιστεί εντελώς. Ερευνητές βρήκαν μια ασυνήθιστη χημική υπογραφή σε αρχαία δείγματα πετρωμάτων, που βρέθηκαν σε μεγάλο βάθος κάτω από τον φλοιό. Αυτά τα δείγματα διαφέρουν από τα περισσότερα υλικά που συναντάμε στη Γη σήμερα. Αυτή η υπογραφή εμφανίζεται ως μια μικρή ανισορροπία στα ισότοπα καλίου, άτομα του ίδιου στοιχείου με διαφορετικό αριθμό νετρονίων. Μετά από εκτεταμένη ανάλυση, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ανωμαλία δεν θα μπορούσε να έχει δημιουργηθεί από μεταγενέστερες συγκρούσεις ή από συνεχιζόμενες γεωλογικές διεργασίες μέσα στη Γη.
Η πιθανότερη εξήγηση για αυτά είναι πως διατηρούν μικροσκοπικά τμήματα του αρχικού υλικού της πρωτο-Γης, επιβεβαιώνοντας την βίαιη σύγκρουση που άλλαξε τον πλανήτη μας και πιθανότατα δημιούργησε τη Σελήνη.
«Αυτή είναι ίσως η πρώτη άμεση απόδειξη ότι έχουμε διατηρήσει τα πρωτογήινα υλικά», λέει η Nicole Nie, Επίκουρη Καθηγήτρια Γης και Πλανητικών Επιστημών στο MIT, στην έδρα Paul M. Cook. «Βλέπουμε ένα κομμάτι της πολύ αρχαίας Γης, ακόμη και πριν από την γιγαντιαία πρόσκρουση. Αυτό είναι εκπληκτικό, επειδή θα περιμέναμε αυτή η πολύ πρώιμη υπογραφή να σβηστεί αργά κατά την εξέλιξη της Γης».
Εκτός από την Nie, στους συν-συγγραφείς περιλαμβάνονται οι Da Wang του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Chengdu (Κίνα), οι Steven Shirey και Richard Carlson του Ινστιτούτου Επιστημών Carnegie (Ουάσιγκτον, DC), ο Bradley Peters του ETH Zürich (Ελβετία) και ο James Day του Ινστιτούτου Ωκεανογραφίας Scripps (Καλιφόρνια).
Στην τρέχουσα μελέτη, η ομάδα αναζήτησε σημάδια ανωμαλιών καλίου όχι σε μετεωρίτες, αλλά μέσα στη Γη. Τα δείγματά τους περιλαμβάνουν πετρώματα, σε μορφή σκόνης, από τη Γροιλανδία και τον Καναδά, όπου βρίσκονται μερικά από τα παλαιότερα διατηρημένα πετρώματα. Ανέλυσαν επίσης αποθέσεις λάβας που συλλέχθηκαν από τη Χαβάη, όπου τα ηφαίστεια έχουν αναδείξει μερικά από τα πρώτα, βαθύτερα υλικά της Γης από τον μανδύα (το παχύτερο στρώμα βράχου του πλανήτη που χωρίζει τον φλοιό από τον πυρήνα).
«Εάν αυτή η υπογραφή καλίου διατηρηθεί, θα θέλαμε να την αναζητήσουμε σε βάθος χρόνου και βαθιά στη Γη», λέει ο Nie.
Η ομάδα θρυμμάτισε τα δείγματα αυτά σε σκόνη και τα διέλυσε σε οξύ. Στη συνέχεια απομόνωσε προσεκτικά το κάλιο από το υπόλοιπο δείγμα και χρησιμοποίησε ένα ειδικό φασματόμετρο μάζας για να μετρήσει την αναλογία καθενός από τα τρία ισότοπα του καλίου. Αξιοσημείωτο είναι ότι εντόπισαν στα δείγματα μια ισοτοπική υπογραφή που ήταν διαφορετική από αυτή που έχει βρεθεί στα περισσότερα υλικά στη Γη.
Συγκεκριμένα, εντόπισαν ένα έλλειμμα στο ισότοπο κάλιο-40. Στα περισσότερα υλικά στη Γη, αυτό το ισότοπο αποτελεί ήδη ένα ασήμαντο κλάσμα σε σύγκριση με τα άλλα δύο ισότοπα του καλίου. Αλλά οι ερευνητές μπόρεσαν να διακρίνουν ότι τα δείγματά τους περιείχαν ακόμη μικρότερο ποσοστό καλίου-40. Η ανίχνευση αυτού του μικροσκοπικού ελλείμματος είναι σαν να εντοπίζεις ψύλλο στα άχυρα ή έναν συγκεκριμένο κόκκο άμμου σε έναν κουβά γεμάτο άμμο.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι, πράγματι, τα δείγματα εμφάνιζαν έλλειμμα καλίου-40, δείχνοντας ότι τα υλικά «κατασκευάστηκαν διαφορετικά», λέει ο Nie, σε σύγκριση με τα περισσότερα από αυτά που βλέπουμε στη Γη σήμερα.
[Αποκλειστικό] Τον Μάρτιο τα νέα Galaxy S26! Τα πρώτα χαρακτηριστικά
Μπορούν αυτά τα δείγματα να είναι υπολείμματα από την πρωτο-Γη; Για να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα οι επιστήμονες θεώρησαν πως αυτό ισχύει. Έτσι, αν η πρωτο-Γη αποτελούταν από τέτοια υλικά με έλλειψη καλίου-40, τότε το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στον πλανήτη θα είχε υποστεί χημικές αλλαγές, από την τεράστια πρόσκρουση της Θείας με τη Γη. Μια τέτοια σύγκρουση όμως, όπως και οι επακόλουθες μικρότερες συγκρούσεις, θα οδηγούσε τελικά σε υλικά με περισσότερο κάλιο-40, όπως ακριβώς παρατηρούμε σήμερα.
Η ομάδα χρησιμοποίησε δεδομένα σύνθεσης από κάθε γνωστό μετεωρίτη και πραγματοποίησε προσομοιώσεις για το πώς θα άλλαζε το έλλειμμα καλίου-40 των δειγμάτων μετά από τις συγκρούσεις αυτών των μετεωριτών και από την γιγαντιαία πρόσκρουση. Προσομοίωσαν επίσης γεωλογικές διεργασίες που βίωσε η Γη με την πάροδο του χρόνου, όπως η θέρμανση και η ανάμειξη του μανδύα. Τελικά, οι προσομοιώσεις τους παρήγαγαν μια σύνθεση με ελαφρώς υψηλότερο κλάσμα καλίου-40 σε σύγκριση με τα δείγματα από τον Καναδά, τη Γροιλανδία και τη Χαβάη. Το πιο σημαντικό είναι ότι οι προσομοιωμένες συνθέσεις ταίριαζαν με αυτές των περισσότερων σύγχρονων υλικών.
Έτσι, μέσα από αυτή την μελέτη, βλέπουμε πως τα υλικά με έλλειμα καλλίου-40 είναι πιθανότατα υπολείμματα από την πρωτο-Γη, δηλαδή από την Γη όπως ήταν στη βρεφική της ηλικία.
Αυτά τα δείγματα δε θα μπορούσαν να έρθουν από κάποιον μετεωρίτη, καθώς οι επιστήμονες συνέκριναν την υπογραφή τους με όλα τα δείγματα μετεωριτών που έχουμε στη συλλογές των γεωλόγων και δεν ταίριαζε απόλυτα με κανένα.
«Οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν την αρχική χημική σύνθεση της Γης συνδυάζοντας τις συνθέσεις διαφορετικών ομάδων μετεωριτών», λέει η Nie. «Ωστόσο, η μελέτη μας δείχνει ότι το τρέχον απόθεμα μετεωριτών δεν είναι πλήρες και υπάρχουν πολλά περισσότερα να μάθουμε για την προέλευση του πλανήτη μας».
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Geoscience.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
