Wetenschappers van het Southwest Research Institute hebben onlangs de langdurige periode van bombardementen na de vorming van de maan gemodelleerd, toen overgebleven planetesimalen de aarde beukten. Op basis van deze simulaties wetenschappers theoretiseren dat objecten ter grootte van de maan meer massa aan de aarde hebben geleverd dan eerder werd gedacht.

Vroeg in zijn evolutie, De aarde heeft een impact gehad met een ander groot object, en de maan gevormd uit het resulterende puin dat in een om de aarde draaiende schijf werd uitgestoten. Een lange periode van bombardementen volgde, de zogenaamde "late accretie, " toen grote lichamen de aarde insloegen en materialen afleverden die werden aangegroeid of geïntegreerd in de jonge planeet.

"We hebben de enorme botsingen gemodelleerd en hoe metalen en silicaten in de aarde werden geïntegreerd tijdens deze 'late accretiefase, ' die honderden miljoenen jaren duurde nadat de maan was gevormd, " zei SwRI's Dr. Simone Marchi, hoofdauteur van a Natuur Geowetenschappen paper waarin deze resultaten worden beschreven. "Op basis van onze simulaties, de late accretiemassa die op de aarde wordt afgeleverd, kan aanzienlijk groter zijn dan eerder werd gedacht, met belangrijke gevolgen voor de vroegste evolutie van onze planeet."

Eerder, wetenschappers schatten dat materialen van planetesimalen die tijdens de laatste fase van de vorming van terrestrische planeten werden geïntegreerd, ongeveer een half procent van de huidige massa van de aarde uitmaakten. Dit is gebaseerd op de concentratie van zeer "siderofiele" elementen - metalen zoals goud, platina en iridium, die affiniteit hebben met ijzer - in de aardmantel. De relatieve overvloed van deze elementen in de mantel wijst op late aanwas, nadat de kern van de aarde was gevormd. Maar de schatting gaat ervan uit dat alle zeer siderofiele elementen die door de latere inslagen werden geleverd, in de mantel werden vastgehouden.

Late accretie kan gepaard gaan met grote gedifferentieerde projectielen. Deze botslichamen hebben de sterk siderofiele elementen mogelijk voornamelijk in hun metalen kernen geconcentreerd. Nieuwe impactsimulaties met hoge resolutie door onderzoekers van SwRI en de Universiteit van Maryland laten zien dat substantiële delen van de kern van een groot planetesimaal kunnen afdalen naar, en opgenomen worden in, de kern van de aarde - of kets terug in de ruimte en ontsnap volledig aan de planeet. Beide uitkomsten verminderen de hoeveelheid zeer siderofiele elementen die aan de aardmantel worden toegevoegd, wat inhoudt dat er mogelijk twee tot vijf keer zoveel materiaal is aangeleverd dan eerder werd gedacht.

"Deze simulaties kunnen ook helpen bij het verklaren van de aanwezigheid van isotopische anomalieën in oude terrestrische gesteentemonsters zoals komatiiet, een vulkanisch gesteente, "Zei SwRI co-auteur Dr. Robin Canup. "Deze anomalieën waren problematisch voor modellen van maanoorsprong die een goed gemengde mantel impliceren na de gigantische impact. We stellen voor dat ten minste enkele van deze rotsen lang na de maanvormende impact kunnen zijn geproduceerd, tijdens late accretie."

De krant, "Heterogene levering van silicaat en metaal aan de aarde door grote planetesimalen, " werd op 4 december online gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen .