Teorie velkého impaktu

Kontext

Poměrně velká přirozená družice Země, Měsíc, je jedinečná. Během programu Apollo byly na Zemi dopraveny horniny z povrchu Měsíce. Radiometrické datování těchto hornin ukázalo, že Měsíc je starý 4527 ± 10 milionů let, tedy asi o 30 až 55 milionů let mladší než ostatní tělesa sluneční soustavy. Nové důkazy naznačují, že Měsíc vznikl ještě později, a to 4,48 ± 0,02 Ga, tedy 70-110 mil. let po vzniku Sluneční soustavy. Dalším pozoruhodným rysem je relativně nízká hustota Měsíce, což musí znamenat, že nemá velké kovové jádro, které mají ostatní pozemská tělesa ve Sluneční soustavě. Měsíc se svým objemovým složením velmi podobá zemskému plášti a kůře dohromady, bez zemského jádra. To vedlo k hypotéze obřího impaktu: myšlence, že Měsíc vznikl při obřím nárazu proto-Země do jiné protoplanety.

Předpokládá se, že impaktor, někdy nazývaný Theia, byl o něco menší než planeta Mars. Theia se se Zemí srazila asi 4,533 Ga. Modely ukazují, že když impaktor této velikosti narazil do proto-Země pod malým úhlem a relativně nízkou rychlostí (8-20 km/s neboli 5,0-12,4 mil/s), bylo mnoho materiálu z plášťů (a proto-plášťů) proto-Země a impaktoru vyvrženo do vesmíru, kde velká část zůstala na oběžné dráze kolem Země. Z tohoto materiálu se nakonec vytvořil Měsíc.

Kovová jádra impaktoru by se však propadla zemským pláštěm a spojila se se zemským jádrem, čímž by se Měsíc ochudil o kovový materiál. Hypotéza obřího impaktu tak vysvětluje abnormální složení Měsíce. Výtrysky na oběžné dráze kolem Země mohly během několika týdnů zkondenzovat do jediného tělesa. Vlivem vlastní gravitace se z vyvrženého materiálu stalo kulovější těleso: Měsíc.

Radiometrické stáří ukazuje, že Země existovala již nejméně 10 milionů let před dopadem, což je dostatečně dlouhá doba na to, aby se mohl diferencovat primitivní zemský plášť a jádro. Když pak došlo k impaktu, byl vyvržen pouze materiál z pláště a zemské jádro tvořené těžkými prvky zůstalo nedotčeno.

Důsledky

Tento dopad měl pro mladou Zemi několik důležitých důsledků. Uvolnilo se při něm obrovské množství energie, které způsobilo, že se Země i Měsíc zcela roztavily. Bezprostředně po nárazu zemský plášť intenzivně konvektivně stoupal, na povrchu se vytvořil rozsáhlý magmatický oceán. První atmosféra planety musela být zcela rozmetána obrovským množstvím uvolněné energie. Předpokládá se také, že náraz změnil zemskou osu a způsobil velký axiální sklon 23,5°, který je zodpovědný za roční období na Zemi (jednoduchý, ideální model vzniku planet by měl axiální sklon 0° bez rozpoznatelných ročních období). Mohla také zrychlit rotaci Země.

Nejnovější důkazy

Analýza měsíční horniny, kterou přivezli astronauti z programu Apollo, zřejmě vykazuje stopy po Theii. Vědci tvrdí, že to potvrzuje teorii, že Měsíc vznikl kataklyzmatickou srážkou. Někteří vědci jsou překvapeni, že rozdíl mezi materiálem Theia nalezeným v měsíční hornině a na Zemi je tak malý.