Tým Jurije Alexandroviče Kosticyna (Yu. A. Kostitsyn) z Institutu Geochemie Ruské akademie věd (Russian Academy of Sciences ) použil izotopovou metodu, aby objasnil, kdy vzniklo jádro Země, což je podle známého rčení „jádro pudla“.
Ruští vědci pro datování historie planety nepoužili izotopy s dlouhým poločasem rozpadu, ale naopak sáhnuli k izotopům s krátkým poločasem rozpadu - hafnium, wolfram. Takové metody byly použity poprvé. Protože potřebovali stanovit čas formování Země, srovnávali množství izotopů hafnia a wolframu v pozemských horninách a meteoritech. Na základě radikálních změn poměrů izotopů hafnia a wolframu lze podle nich usuzovat, kdy se hmota planety rozdělila na křemíkovou část (plášť) a kovovou (jádro).
Získané poznatky lze použít pro interpretaci formování zemského jádra a to buď pro jeden nebo druhý scénář.
Jestli uvažujeme o modelu rychlého formování jádra, které oni nazývají „katastrofickým scénářem“, bude to od vzniku prvních pevných částic ve Sluneční soustavě trvat 36 miliónů let. Pokud se týká Měsíce, tak v tomto scénáři, podle výpočtu ruských vědců, vznikl alespoň o 7 miliónů let dříve než zemské jádro. Možná i dříve - až o 20 miliónů let.
Podle druhého scénáře jádro Země vznikalo pomalu - tento proces trval 80 až 220 miliónů let. Pokud budeme postupovat podle tohoto scénáře, tak Měsíc mohl vzniknout až o 40 miliónů let dříve než zemské jádro.
Tyto modely mohou podle ruských vědců objasnit nerovnoměrné rozdělení nerostů na Zemi. Informovala o tom Ruská vědecká agentura „Informnauka“ (Russian Science News Agency).
Animace: „Teorie velkého impakru“. Credit: Robina M. Canupa (SwRI), (AVI 5,66 MB)
Pohled na měsíc ze Země – lunace (měsíční fáze) a librace (kývavý pohyb, který umožňuje pozorovat až 52% měsíčního povrchu).
Z předchozího jasně vyplývá, že ruští vědci nepopírají současné názory na vznik Měsíce, ale pouze se je snaží zpřesnit (nebo zkomplikovat?). V encyklopediích se udává, že planeta Země vznikla před 4,57 miliardami let a krátce po svém vzniku (před 4,533 miliardami let) získala svůj přirozený satelit – Měsíc.
Ale ruští vědci ve své teorii „stářím“ nemyslí dobu od okamžiku zrodu tělesa, ale dobu počítanou až od definitivního ukončení jejich formování (zejména pozemského jádra), což se Měsíci pravděpodobně podařilo mnohem dříve než Zemi, protože je menší a zejména má malé jádro. Měsíční pevné jádro má průměr kolem 700 km (tj. 4% měsíční hmotnosti), zatímco zemské kovové jádro ze železa a niklu představuje až 35 % celkové hmotnosti Země (průměr se odhaduje na 2400 km).
Původně bylo zemské jádro tekuté. Vlivem chladnutí však část železa zkrystalizovala a vzniklo tuhé vnitřní jádro, obklopené roztaveným jádrem vnějším. Mohutné proudění ve vnějším tekutém jádru je odpovědné za magnetické pole Země. Zatím se zcela přesně nevíme, kdy vnitřní jádro vzniklo. Nedávno se vědcům podařilo najít důkazy, že ještě v prekambriu magnetické pole Země neexistovalo. To by znamenalo, že vnitřní jádro se začalo formovat nejdříve před miliardou let a existuje teprve asi 1/4 ze 4,5 miliardy let „života“ Země.
Kde se vzal Měsíc?
Skutečná měření někdy více, někdy méně souhlasí s předpokládanými a očekávanými výsledky. Pak přinesou do teorie chybnosti a nejinak je tomu i u Měsíce. Teorie o vzniku Měsíce procházely mnoha názory, nyní se všeobecně uznává tzv. „Teorie velkého impaktu“. Ale ani ta nemá 100% podporu a vždy se najdou nějací pochybovači, kteří poukazují na nesrovnalosti mezi teorií a skutečnými pozorováními.
„Teorie velkého impaktu“
Vznik Měsíce kolem roku 1974 vysvětlila velmi odvážná „Teorie velkého impaktu“. Na základě modelů vývoje systému Země - Měsíc s ní přišly hned 2 vědecké týmy (William Hartmann, Donald Davis a Alastair Cameron, William Ward). Došli k závěru, že naše planeta se v období svého formování (asi před 4,5 miliardami roků) tečně, rychlostí přes 40 km/s, srazila s jinou, menší planetesimálou.
Při prvním setkání se těleso o Zemi jen „otřelo“ a urychlilo rotaci Země a změnilo sklon rotační osy. Pak se už ale nedostalo z pevného gravitačního „objetí“ a definitivně se zabořilo do tvořící se zemské kůry. Pohybová energie tělesa se proměnila v gigantickou explozi. Primitivní atmosféra planety se vypařila a povrch se ohřál na teplotu 10 000°C. Kolem Země se vytvořil disk žhavých par a roztavených hornin, který se v relativně krátké době (desítky tisíc let) zkoncentroval do oblaku a vytvořil Měsíc.
Tuto teorii podporuje stále více důkazů: změna sklonu rotační osy Země a urychlení její rotace. Měsíc při přetavení ztratil těkavé látky a obohatil se materiálem z pláště dopadnuvšího tělesa (impaktoru), zatímco Země „získala“ jádro, což by vysvětlovalo podstatně nižší hustotu Měsíce (Země 5520 kg.m-3, Měsíc 3340 kg.m-3).
Dřívější teorie:
Společná akrece (Měsíc je "bratrem" Země): Při tomto velmi jednoduchém způsobu by Měsíc i Země vznikaly současně (společná akrece). Jednou z trhlin této hypotézy je rozdílná hustota Země a Měsíce.
Zachycení (Měsíc je "manželem" Země): S myšlenkou, že Země si svou gravitací zachytila velký asteroid, přišel v roce 1955 H. Gersternkorn. V této hypotéze je téměř nepravděpodobný sám jev zachycení a také to odporuje tomu, že Měsíc se od Země vzdaluje (3,8 cm za rok).
Odtržení (Měsíc je "synem" Země): Podle Charlese Darwina (syn slavného přírodovědce) se Měsíc odštěpil od příliš rychle rotující Země a to v místech Tichého oceánu. V roce 1908, kdy hypotéza vznikla, nikdo ještě nevěděl, že oceánské pánve jsou velmi mladé. Navíc Země nikdy nerotovala tak velkou rychlostí, aby se od ní odstředivou silou mohla odtrhnout její část.
Zdroje:
http://www.inauka.ru/news/article62549.html
Pavel Gabzdyl: Prohlídka Měsíce
http://www.psi.edu/projects/moon/moon.html
Žijeme v nejlepším vesmíru? Fyzici navrhují, jak otestovat antropický princip
Autor: Stanislav Mihulka (10.12.2024)
Rekordní simulace na Frontieru ohlašuje exakapacitní éru výzkumu vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (27.11.2024)
Pochází temná hmota z Temného Velkého třesku?
Autor: Stanislav Mihulka (21.11.2024)
Mléčná dráha a celá nadkupa Laniakea je součástí Shapleyho koncentrace
Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2024)
Jsou černé díry ve skutečnosti zamrzlé hvězdy?
Autor: Stanislav Mihulka (23.09.2024)
Diskuze:
Nezdá se mi
pavel,2006-09-01 10:51:12
Nezdá se mi, že by odlišná hustota byla v rozporu s teorií společného vzniku, naopak. Vždyť při formování by se těžší prvky logicky koncentrovaly ve středu oblaku.
z ledu? neřekl bych...
Tinny,2006-03-27 07:14:30
zemi trefilo něco ze tejného materiálu jako byla ona sama ;-) "problém" s množstvím vody nevidím jako zásadní. Naprostou většinu vody na zemi obsahuje zemský plášť - chemicky vázanou.
Měsíc vzniknul za mnohem kratší dobu
Ros,2006-03-24 09:51:00
u teorie impaktu než u udávaných desítkách tisíc let. Podle současným matematických modelů to vychází kolem sedmi dní. Kdyby to trvalo déle, tak žádný Měsíc by u Země nebyl, materiál by se velmi rychle ztratil nebo popadal zpět na Zemi. Nezapomínejte, že Měsíc musel vzniknout v poloviční vzdálenosti než je současná. Takže při tak rychlé době oběhu by to nemohlo trvat desetitisíce let.
Také se zde uvažuje o impaktu pevného tělesa, ale spíše se uvažuje o impaktu tělesa z ledu, protože jinak je problém kde se na Zemi vzalo tolik vody. Takže nějaká teorie o 10.000 stupňů a vypaření atmosféry se možná hodí impaktu na Mars (kráter Hellas), ale Země si díky své větší gravitaci a složení impaktoru mohla zachovat podmínky k životu. Mars měl smůlu, trefilo ho něco kameného.
vraťme se k tématu...
Tinny,2006-03-22 09:24:02
Koukám, že se řeší teorie o principiálním vzniku měsíce (a co pátá teorie? společná akrece a po změně hmotností (po nabalení dalšího materiálu) následný pád "předměsíce" na Zemi a dál jako teorie velký impakt...)...
já bych s ale chtěl vrátit k tomu, o čem ten článek je. Nějak moc nechápu to stěma izotopama. Můžete znova a víc polopatičtěji vystětlit princip experimentu? Kde a jak se dostali ke vzorkům z jádra Měsíce za Země? Ještě dodám, že tímto dotazem článek nekritizuji, jen přiznávám, že jsem to nějak nepochopil.
P.S. měl by se opravit popisek toho obrázku o rotaci jádra... místo mnohem rychleji dát nepatrně rychleji.
Podezřelá rychlost impaktoru
edison,2006-03-21 15:10:07
Udávaných 40 000 km/s je poněkud moc. Jednak o několik řádů převyšuje únikovou rychlost a jednak není moc jasné, jak by k takové rychlosti přišel. Kdyby byla skutečná, musel by o téměř veškerou energii přijít při prvním setkání, aby rychlost již nebyla úniková. Pak by ale zas energie nestačila k vyvržení hmoty pro stavbu měsíce. Bude to tedy nějaká ztráta při překladu, tedy buď 40 000 m/s = 40 km/s, nebo 40 000 km/h = 11,1 km/s - osobně se kloním spíše ke 40 km/s.
Jenom malá oprava ohledně rychlosti rotace
Pavel Brož,2006-03-20 14:13:39
Jádro Země rotuje rychleji, než zbytek planety, to je pravda, ale ne mnohem rychleji, jak je napsáno u obrázku. Rotace jádra ve skutečnosti předbíhá rotaci pláště o 0,3 až 0,5 stupně za rok, tedy jednu otočku navíc udělá jádro za 720 až 1200 let, neboli jádro udělá o jednu otočku navíc na každých 263 000 až 438 000 otoček pláště (viz např. článek http://www.astro.cz/clanek/2130).
Jinak je ale článek velice zajímavý, je pěkné, že kromě zpřesňování stáří celého vesmíru je dnes již možné pomocí modelování usuzovat i na jednotlivé posloupnosti tak složitých procesů, jako bylo formování naší rodné planety a jejího souputníka. Přitom se jedná o problém ve srovnání s modelováním stáří vesmíru o dost problematičtější, protože v případě celého vesmíru je možné se opírat o statistické vlastnosti souboru miliard pozorovaných galaxií a o studium obřích velkorozměrových struktur ve vesmíru, kdežto v případě mapování historie naší planety máme k dispozici jen ji jedinou, a porovnávání s planetami okolními nám poskytne jenom omezené množství informací o konkrétních náhodných událostech, které formovaly právě tu naši planetu.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
