قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بمعلومات عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي وغير ذلك الكثير..
سي إن إن
—
ويتفق العلماء إلى حد كبير على احتمال وجود كوكب قديم مكسور على الأرض كما تشكلت قبل مليارات السنين، قاذفة الحطام الذي تجمع في القمر الذي يزين سماءنا الليلية اليوم.
وتشرح هذه النظرية، التي تسمى فرضية التأثير العملاق، العديد من السمات الأساسية للقمر والأرض.
لكن الغموض الصارخ في قلب هذه الفرضية لا يزال قائما: ماذا حدث لثيا؟ الدليل المباشر على وجودها لا يزال بعيد المنال. ولم يتم العثور على أي أجزاء متبقية من الكوكب في النظام الشمسي. وافترض العديد من العلماء أن كل الحطام الذي خلفته ثيا على الأرض كان مختلطًا بالمرجل الناري الموجود في باطن كوكبنا.
ومع ذلك، تشير نظرية جديدة إلى أن بقايا الكوكب القديم لا تزال سليمة جزئيا، مدفونة تحت أقدامنا.
ربما تكون صفائح ثيا المنصهرة قد أصبحت مدمجة في عباءة الأرض بعد الاصطدام قبل أن تتصلب، تاركة أجزاء من مادة الكوكب القديم موجودة فوق قلب الأرض. 1800 ميل (حوالي 2900 كيلومتر) تحت السطح، وفقا لدراسة نشرت يوم الأربعاء في مجلة مجلة الطبيعة.
إذا كانت النظرية صحيحة، فإنها لن توفر تفاصيل إضافية لاستكمال فرضية التأثير العملاق فحسب، بل ستجيب أيضًا على سؤال عالق بين علماء الجيوفيزياء.
لقد عرفوا بالفعل أن هناك نقطتين ضخمتين ومتميزتين في أعماق الأرض. تم اكتشاف هذه الكتل ــ والتي تسمى المقاطعات الكبيرة ذات السرعة المنخفضة ــ لأول مرة في ثمانينيات القرن العشرين. وتقع إحداهما تحت أفريقيا والأخرى تحت المحيط الهادئ.
يبلغ عرض هذه النقط آلاف الكيلومترات، ومن المحتمل أن تكون أكثر كثافة في الحديد من الوشاح المحيط بها، مما يجعلها تبرز عند قياسها بالموجات الزلزالية. لكن أصل هذه النقط – وكل واحدة منها أكبر من القمر – يظل لغزا للعلماء.
لكن بالنسبة للدكتور تشيان يوان، عالم الجيوفيزياء وباحث ما بعد الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة، فقد تغير فهمه للـ LLVPs إلى الأبد عندما حضر ندوة عام 2019 في جامعة ولاية أريزوناجامعته الأم، التي شرحت فرضية التأثير العملاق.
عندها تعلم تفاصيل جديدة عن ثيا، المقذوف الغامض الذي قيل أنه ضرب الأرض منذ مليارات السنين.
وباعتباره جيوفيزيائيًا من خلال التدريب، كان على علم بهذه البقع الغامضة المخبأة في عباءة الأرض.
وقال إن يوان كان لديه لحظة اكتشاف.
على الفور، بدأ في البحث في الدراسات العلمية، متطلعًا لمعرفة ما إذا كان أي شخص آخر قد اقترح أن LLVPs يمكن أن تكون أجزاء من Theia. لكن لم يقم أحد بذلك.
في البداية، قال يوان إنه أخبر مستشاره فقط بنظريته.
قال يوان: “كنت خائفاً من التواصل مع الآخرين لأنني كنت أخشى أن يظن الآخرون أنني مجنون للغاية”.
اقترح يوان فكرته لأول مرة في ورقة قدمها في عام 2021، لكنها رُفضت ثلاث مرات. وقال المراجعون النظراء إن النمذجة الكافية للتأثير العملاق غير موجودة.
ثم التقى بالعلماء الذين كانوا يفعلون هذا بالضبط بحث يوان اللازمة.
ويشير عملهم، الذي خصص حجمًا معينًا لثيا وسرعة تصادم معينة في النمذجة، إلى أن اصطدام الكوكب القديم ربما لم يذيب عباءة الأرض تمامًا، مما سمح لبقايا ثيا بالتبريد وتشكيل هياكل صلبة بدلاً من الاختلاط في الغلاف الجوي. باطن الارض . حساء.
هيرنان كانيلاس
يُظهر هذا العرض اصطدام ثيا بالأرض المبكرة. يشير الجمع بين الاصطدام العملاق عالي الدقة ومحاكاة الحمل الحراري للوشاح، وحسابات الفيزياء المعدنية، والتصوير السيزمي إلى أن النصف السفلي من وشاح الأرض ظل صلبًا إلى حد كبير بعد هذا الاصطدام، وأن أجزاء من وشاح ثيا الغني بالحديد تدفقت وتراكمت عند الجزء العلوي من نواة الأرض. منذ ما يقرب من 4.5 مليار سنة، وقد بقي هناك طوال تاريخ الأرض.
وقال الدكتور ستيف ديش، المؤلف المشارك للدراسة وأستاذ الفيزياء الفلكية في كلية استكشاف الأرض والفضاء بولاية أريزونا: “إن عباءة الأرض صخرية، لكنها لا تبدو مثل الصخور الصلبة”. “إن هذه الصهارة ذات الضغط العالي هي نوع من اللزوجة ولها لزوجة زبدة الفول السوداني، وهي موجودة بشكل أساسي على موقد ساخن حقًا.”
في هذه البيئة، إذا كانت المادة التي تشكل LLVPs كثيفة للغاية، فلن تكون قادرة على التراكم في تشكيلات غير منتظمة قال ديش الذي ظهر فيه. وإذا كانت كثافته منخفضة بما فيه الكفاية، فسوف يمتزج ببساطة مع الوشاح المتماوج.
كان السؤال: ما هي كثافة المادة التي خلفتها ثيا؟ وهل يمكن أن تتوافق مع كثافة LLVP؟
(كان ديش مؤلفًا خاصًا به ورق في عام 2019 والتي سعت إلى وصف كثافة المادة التي كان من الممكن أن تتركها ثيا وراءها.)
وقال يوان إن الباحثين سعوا إلى وضع نماذج عالية الوضوح بدقة أكبر بمقدار 100 إلى 1000 مرة من محاولاتهم السابقة. ومع ذلك، كانت الحسابات متطابقة: إذا كان ثيا بحجم وتماسك معينين، وضرب الأرض بسرعة محددة، أظهرت النماذج أنه يمكن، في الواقع، أن يترك وراءه قطعًا ضخمة من أحشائه في عباءة الأرض ويولد أيضًا حطامًا. وهذا من شأنه أن يستمر في خلق قمرنا.
قال يوان: “لقد كان الأمر مثيرًا للغاية”. “لم يتم القيام بهذا (النمذجة) من قبل.”
تشمل الدراسة التي نشرها يوان هذا الأسبوع مؤلفين مشاركين من مجموعة متنوعة من التخصصات والمؤسسات، بما في ذلك ولاية أريزونا، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، ومرصد شنغهاي الفلكي، ومركز أبحاث أميس التابع لناسا.
وعندما سئل عما إذا كان يتوقع أن يواجه معارضة أو جدلاً حول مثل هذا المفهوم الجديد – وهو أن ألواح المواد من كوكب غريب قديم مخبأة في أعماق الأرض – أجاب يوان: “أريد أيضًا التأكيد على أن هذه فكرة؛ إنها فرضية.
وأضاف: “لا توجد طريقة لإثبات أن هذا هو الحال”. “أدعو الآخرين للقيام بهذا (البحث).”
وأضاف ديش أنه يعتقد أن “هذا العمل مقنع. هذه حجة قوية جدا. حتى أنه يبدو “واضحًا تمامًا بعد فوات الأوان”.
ومع ذلك، أقر الدكتور سيث جاكوبسون، الأستاذ المساعد لعلوم الكواكب بجامعة ولاية ميشيغان، بأن هذه النظرية قد لا يتم قبولها على نطاق واسع قريبًا.
وقال جاكوبسون، الذي لم يشارك في الدراسة: “إن هذه (LLVP) هي مجال بحثي نشط للغاية بحد ذاتها”. والأدوات المستخدمة لدراستها تتطور باستمرار.
وأضاف أن فكرة قيام ثيا بإنشاء LLVPs هي بلا شك فرضية مثيرة وملفتة للنظر، لكنها ليست الوحيدة.
آخر نظريةعلى سبيل المثال، يفترض أن LLVPs هي في الواقع كتل من القشرة المحيطية التي غرقت في أعماق الوشاح على مدى مليارات السنين.
وأضاف جاكوبسون: “أشك في أن مؤيدي الفرضيات الأخرى (حول تشكيل LLVP) سيتخلون عنها لمجرد ظهور هذه الفرضية”. “أعتقد أننا سنناقش هذا لبعض الوقت.”
