قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
يتفق العلماء على نطاق واسع على أن كوكبًا قديمًا من المحتمل أن يكون قد اصطدم بالأرض عندما كانت تتشكل قبل مليارات السنين، مما أدى إلى تناثر الحطام الذي تجمع في القمر الذي يزين سماء الليل لدينا اليوم.
وتشرح هذه النظرية، التي تسمى فرضية التأثير العملاق، العديد من السمات الأساسية للقمر والأرض.
لكن لغزًا صارخًا في قلب هذه الفرضية ظل قائمًا: ماذا حدث لثيا؟ ظلت الأدلة المباشرة على وجودها بعيدة المنال. لم يتم العثور على أي أجزاء متبقية من الكوكب في النظام الشمسي. وافترض العديد من العلماء أن أي حطام تركته ثيا على الأرض كان ممزوجًا بالمرجل الناري الموجود في باطن كوكبنا.
ومع ذلك، تشير نظرية جديدة إلى أن بقايا الكوكب القديم لا تزال سليمة جزئيًا، مدفونة تحت أقدامنا.
من الممكن أن تكون ألواح ثيا المنصهرة قد اندمجت داخل عباءة الأرض بعد الاصطدام قبل أن تتصلب، تاركة أجزاء من مادة الكوكب القديم تستقر فوق قلب الأرض على بعد حوالي 1800 ميل (حوالي 2900 كيلومتر) تحت السطح، وفقًا لدراسة نُشرت يوم الأربعاء في مجلة Nature.
فكرة جديدة جريئة
إذا كانت النظرية صحيحة، فإنها لن توفر فقط تفاصيل إضافية لملء فرضية الاصطدام العملاق، ولكنها أيضًا تجيب على سؤال عالق بالنسبة لعلماء الجيوفيزياء.
لقد كانوا يدركون بالفعل أن هناك نقطتين ضخمتين ومتميزتين مغروستين في أعماق الأرض. تم اكتشاف الكتل – التي تسمى المقاطعات الكبيرة منخفضة السرعة، أو LLVPs – لأول مرة في الثمانينيات. أحدهما يقع تحت أفريقيا والآخر تحت المحيط الهادئ.
يبلغ عرض هذه النقط آلاف الكيلومترات، ومن المحتمل أنها أكثر كثافة بالحديد مقارنة بالوشاح المحيط بها، مما يجعلها بارزة عند قياسها بواسطة الموجات الزلزالية. لكن أصول النقط – وكل واحدة منها أكبر من القمر – تظل لغزا للعلماء.
لكن بالنسبة للدكتور تشيان يوان، عالم الجيوفيزياء وزميل ما بعد الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة، فقد تغير فهمه لـ LLVPs إلى الأبد عندما حضر ندوة عام 2019 في جامعة ولاية أريزونا، جامعته الأم، التي حددت الخطوط العريضة للعملاق -فرضية التأثير.
وذلك عندما تعلم تفاصيل جديدة عن ثيا، المقذوف الغامض الذي من المفترض أنه ضرب الأرض منذ مليارات السنين.
وباعتباره عالم جيوفيزياء مُدرب، كان على علم بتلك النقط الغامضة المختبئة في عباءة الأرض.
وقال إن يوان كان لديه لحظة اكتشاف.
على الفور، بدأ في متابعة الدراسات العلمية، بحثًا لمعرفة ما إذا كان شخص آخر قد اقترح أن LLVPs قد تكون أجزاء من ثيا. ولكن لم يكن هناك أحد.
في البداية، قال يوان إنه أخبر مستشاره فقط بنظريته.
قال يوان: “كنت خائفًا من اللجوء إلى أشخاص آخرين لأنني (كنت) أخشى أن يظن الآخرون أنني مجنون للغاية”.
البحوث متعددة التخصصات
اقترح يوان فكرته لأول مرة في ورقة قدمها في عام 2021، لكنها رُفضت ثلاث مرات. قال المراجعون النظراء إنها تفتقر إلى النمذجة الكافية للتأثير العملاق.
ثم التقى بالعلماء الذين أجروا نوع البحث الذي يحتاجه يوان.
يشير عملهم، الذي خصص حجمًا معينًا لثيا وسرعة التأثير في النمذجة، إلى أن اصطدام الكوكب القديم من المحتمل أنه لم يذيب عباءة الأرض بالكامل، مما سمح لبقايا ثيا بالتبريد وتشكيل هياكل صلبة بدلاً من الاندماج معًا في باطن الأرض. حساء.
قال الدكتور ستيف ديش، مؤلف مشارك في الدراسة وأستاذ الفيزياء الفلكية في كلية استكشاف الأرض والفضاء بولاية أريزونا: “إن غلاف الأرض صخري، لكنه ليس مثل الصخور الصلبة”. “إنها هذه الصهارة ذات الضغط العالي والتي تكون لزجة نوعًا ما ولها لزوجة زبدة الفول السوداني، وهي توضع بشكل أساسي على موقد ساخن جدًا.”
وقال ديش: في تلك البيئة، إذا كانت المادة التي تشكل LLVPs كثيفة جدًا، فلن تكون قادرة على التراكم في التكوينات الخشنة التي تظهر فيها. وإذا كانت كثافته منخفضة بدرجة كافية، فسوف يمتزج ببساطة مع الوشاح المتماوج.
كان السؤال كالتالي: ما هي كثافة المادة التي خلفتها ثيا؟ وهل يمكن أن تتوافق مع كثافة LLVPs؟
(كان ديش قد ألف ورقته البحثية الخاصة في عام 2019 والتي سعى فيها 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، ظلت الحسابات متسقة: إذا كان ثيا بحجم وتماسك معينين، وضرب الأرض بسرعة محددة، فقد أظهرت النماذج أنه يمكن، في الواقع، أن يترك وراءه كتلًا ضخمة من أحشائه داخل عباءة الأرض وينتج أيضًا الحطام. من شأنه أن يستمر في خلق قمرنا.
قال يوان: “كان ذلك مثيرًا جدًا جدًا جدًا”. “لم يتم القيام بهذا (النمذجة) من قبل.”
بناء النظرية
تشمل الدراسة التي نشرها يوان هذا الأسبوع مؤلفين مشاركين من مجموعة متنوعة من التخصصات عبر مجموعة من المؤسسات، بما في ذلك ولاية أريزونا، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، ومرصد شنغهاي الفلكي، ومركز أبحاث أميس التابع لناسا.
عندما سئل عما إذا كان يتوقع أن يواجه معارضة أو جدلاً حول مثل هذا المفهوم الجديد – وهو أن ألواح المواد من كوكب قديم خارج كوكب الأرض مخبأة في أعماق الأرض – أجاب يوان: “أريد أيضًا التأكيد على أن هذه فكرة؛ هذه فرضية.
وأضاف: “لا توجد وسيلة لإثبات أن هذا هو الحال”. “أرحب بالأشخاص الآخرين للقيام بهذا (البحث).”
وأضاف ديش أنه من وجهة نظره “هذا العمل مقنع. إنها تقدم حجة قوية للغاية.” حتى أنه يبدو “نوعًا ما واضحًا بعد فوات الأوان”.
واعترف الدكتور سيث جاكوبسون، الأستاذ المساعد لعلوم الكواكب في جامعة ولاية ميشيغان، بأن النظرية قد لا تحظى بقبول واسع النطاق قريبًا.
قال جاكوبسون، الذي لم يشارك في الدراسة: “إن هذه (LLVPs) هي في حد ذاتها مجال بحث نشط للغاية”. والأدوات المستخدمة لدراستها تتطور باستمرار.
وأضاف أن فكرة إنشاء Theia لـ LLVPs هي بلا شك فرضية مثيرة وملفتة للنظر، لكنها ليست الوحيدة الموجودة.
تفترض نظرية أخرى، على سبيل المثال، أن LLVPs هي في الواقع أكوام من القشرة المحيطية التي غرقت في أعماق الوشاح على مدى مليارات السنين.
وأضاف جاكوبسون: “أشك في أن المدافعين عن الفرضيات الأخرى (حول تشكيل LLVP) سيتخلون عنها لمجرد ظهور هذه الفرضية”. “أعتقد أننا سنناقش هذا لبعض الوقت.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com