Jorden og Månen dannet senere end antaget – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Nyheder > Nyheder 2010 > Jorden og Månen dannet...

07. juni 2010

Jorden og Månen dannet senere end antaget

Jorden og Månen blev skabt som et resultat af et gigantisk sammenstød mellem to kloder på størrelse med Mars og Venus. Hidtil har man antaget, at det skete, da solsystemet var 30 millioner år gammelt, dvs. for ca. 4.537 millioner år siden. Men ny forskning fra Niels Bohr Institutet viser, at Jorden og Månen må være dannet væsentligt senere - måske helt op mod 150 millioner år efter solsystemets dannelse. Forskningsresultaterne er publiceret i det videnskabelige tidsskrift, Earth and Planetary Science Letters.

"Vi har fastslået Jordens og Månens alder ved hjælp af Wolfram isotoper, som kan afsløre, om planeternes jern-kerner og deres stenoverflader har blandet sig under sammenstødene", fortæller Tais W. Dahl, der har udført forskningen som sit specialeprojekt i geofysik på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet i samarbejde med professor David J. Stevenson fra California Institute of Technology (Caltech).

Turbulente kollisioner

Sammenstødet mellem "Proto-Jorden" og Theia, hvoraf Jorden og
Månen blev skabt for 4.500-4.400 millioner år siden. Begge kloder
havde en massiv jernkerne, da de kolliderede og skabte Månen og
Jorden.

Planeterne i solsystemet er bygget op gennem sammenstød mellem små-planeter, som alle kredsede omkring den nyfødte sol. Ved sammenstødene smeltede små-planeterne sammen og dannede større og større kloder. Jorden og Månen er et resultat af et gigantisk sammenstød mellem to kloder på størrelse med Mars og Venus. De to kloder kolliderede på et tidspunkt, hvor begge havde en kerne af metal (jern) og en omgivende kappe af silikater (sten). Men hvornår skete det, og hvordan skete det? Sammenstødet foregik på under 24 timer og temperaturen i Jorden var så høj (7000º C), at både sten og jern må være smeltet i det turbulente sammenstød. Men blev sten-massen og jern-massen også blandet?

Hidtil har man antaget, at sten og jern blev blandet fuldstændigt under planetdannelsen, og så er konklusionen, at Månen blev dannet, da solsystemet var 30 millioner år gammelt, det vil sige for cirka 4.537 millioner år siden. Men ny forskning viser noget helt andet.

Datering med radioaktive grundstoffer
Man kan datere Jordens og Månens alder ved at undersøge tilstedeværelsen af særlige stoffer i Jordens kappe. Hafnium-182 er et radioaktivt stof, der henfalder og omdannes til isotopen Wolfram-182. De to grundstoffer har markant forskellige kemiske egenskaber, og mens Wolfram isotoperne foretrækker at binde sig til jern, foretrækker Hafnium at binde sig til silikater, altså sten.

Det tager 50-60 millioner år for al Hafnium at henfalde og blive omdannet til Wolfram, og under den Måne-dannende kollision sank næsten alt metallet ind i Jordens kerne. Men kom al Wolfram med ind i kernen?

"Vi har undersøgt, hvorvidt jern og sten kan nå at blande sig under de planetdannende sammenstød. Ud fra dynamiske modelberegninger af den turbulente blanding mellem de flydende sten- og jernmasser har vi fundet, at Wolfram isotoper fra Jordens tidlige dannelse er efterladt i stenkappen", fortæller Tais W. Dahl, Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

De nye undersøgelser viser, at det måne-dannende sammenstød skete efter, at al Hafnium var henfaldet fuldstændigt til Wolfram.

"Vores resultater viser, at sten og jern ikke kan nå at blande i disse kollisioner mellem kloder, der er større end 10 kilometer i diameter, og at størstedelen af Jordens jernkerne (80-99 %) derfor ikke kom i kontakt med stenmaterialet i kappen under dannelsen", forklarer Tais W. Dahl.

Resultatet af forskningen betyder, at Jorden og Månen må være dannet væsentligt senere end hidtil antaget – det vil sige ikke 30 millioner år efter solsystemets dannelse for 4.567 millioner år siden, men måske helt op mod 150 millioner år solsystemets dannelse.

Earth and Planetary Science Letters >>