Uma colisão gigante entre o antigo protoplaneta Theia e a proto-Terra há cerca de 4,5 mil milhões de anos pode ter formado a Lua da Terra, bem como duas regiões do tamanho de um continente – formalmente conhecidas como grandes províncias de baixa velocidade – dentro do manto da Terra, de acordo com uma equipa de investigação. liderado por cientistas do Caltech.
Yuan e outros. sugerem que os LLVPs são remanescentes do antigo protoplaneta Theia que colidiu violentamente com a Terra há bilhões de anos no mesmo impacto gigante que criou a nossa Lua. Crédito da imagem: Hernán Cañellas.
Na década de 1980, os cientistas descobriram duas bolhas de material incomum do tamanho de um continente, nas profundezas do centro da Terra: uma abaixo do continente africano e outra abaixo do Oceano Pacífico.
Cada bolha tem o dobro do tamanho da Lua e provavelmente é composta por proporções de elementos diferentes do manto que a rodeia.
De onde vieram essas bolhas estranhas – formalmente conhecidas como grandes províncias de baixa velocidade (LLVPs)?
“A formação de planetas terrestres termina com uma série de impactos gigantescos entre embriões planetários do tamanho da Lua e de Marte”, disse o pesquisador do Caltech Qian Yuan e colegas.
“O cenário de impacto gigante bem estudado envolve um protoplaneta, Theia, colidindo com a proto-Terra.”
No estudo, os autores usaram simulações computacionais para propor uma explicação para os LLVPs.
Foi sugerido que o material nessas regiões seja entre 2,0 e 3,5% mais denso que o manto circundante.
As simulações mostram que os LLVPs podem representar relíquias enterradas do material do manto de Theia que foi preservado no manto da proto-Terra após o impacto gigante que formou a Lua.
Propõe-se que estas relíquias de Theia tinham dezenas de quilómetros de diâmetro, e os autores sugerem que afundaram na região inferior do manto e se acumularam para formar bolhas densas acima do núcleo da Terra.
“Uma consequência lógica da ideia de que os LLVPs são remanescentes de Theia é que eles são muito antigos”, disse o Dr. Paul Asimow, também do Caltech.
“Faz sentido, portanto, investigar a seguir quais consequências eles tiveram para a evolução mais antiga da Terra, como o início da subducção antes que as condições fossem adequadas para as placas tectônicas de estilo moderno, a formação dos primeiros continentes e a origem dos mais antigos minerais terrestres sobreviventes.”
“As nossas descobertas desafiam a noção tradicional de que o impacto gigante levou à homogeneização da Terra primitiva”, disse o professor Hongping Deng, investigador do Observatório Astronómico de Xangai.
“Em vez disso, o impacto gigante que formou a Lua parece ser a origem da heterogeneidade do manto inicial e marca o ponto de partida para a evolução geológica da Terra ao longo de 4,5 mil milhões de anos.”
“A Lua parece ter dentro dela materiais representativos tanto da Terra pré-impacto quanto de Theia, mas pensava-se que quaisquer remanescentes de Theia na Terra teriam sido ‘apagados’ e homogeneizados por bilhões de anos de dinâmica (por exemplo, manto convecção) dentro da Terra”, disse Steven Desch, professor da Universidade Estadual do Arizona.
“Este é o primeiro estudo a defender que ‘pedaços’ distintos de Theia ainda residem dentro da Terra, na sua fronteira núcleo-manto.”
“Parece que as bolhas da Terra são restos de uma colisão planetária que formou a nossa Lua”, disse Ed Garnero, professor da Universidade Estadual do Arizona.
“Em outras palavras, as enormes bolhas atualmente dentro da Terra, bem abaixo de nossos pés, são extraterrestres. A Terra não tem apenas ‘bolhas’, a Terra tem bolhas extraterrestres!”
“Através da análise precisa de uma gama mais ampla de amostras de rochas, combinada com modelos de impacto gigante mais refinados e modelos de evolução da Terra, podemos inferir a composição material e a dinâmica orbital da Terra primordial, Gaia e Theia”, disse o Dr.
“Isso nos permite restringir toda a história da formação do Sistema Solar interno.”
“Esta pesquisa ainda fornece inspiração para a compreensão da formação e habitabilidade de exoplanetas além do nosso Sistema Solar”, disse o professor Deng.
O estudar foi publicado na revista Natureza.
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P. Yuan e outros. 2023. Impactor formador da Lua como fonte de anomalias do manto basal da Terra. Natureza 623, 95-99; dois: 10.1038/s41586-023-06589-1