Liggen er brokstukken van een verloren planeet onder onze voeten?

Wetenschappers denken dat de brokstukken van een verloren buitenaardse wereld bijna 2900 kilometer onder onze voeten begraven liggen, aldus een nieuw onderzoek. Deze verbijsterende hypothese suggereert dat vreemde onregelmatigheden in het binnenste van de aarde de overblijfselen zouden kunnen zijn van een wereld die zo’n 4,5 miljard jaar geleden op onze planeet is geknald, en dat vergelijkbare oude overblijfselen in andere hemellichamen verborgen zouden kunnen zitten.

Ons pasgeboren zonnestelsel was een stuk wilder en onstuimiger dan nu, met talloze botsingen tussen kleine embryonale werelden die protoplaneten worden genoemd. Wetenschappers hebben al lang gedacht dat een oude protoplaneet met de naam Theia, die zo groot zou kunnen zijn geweest als Mars, in deze periode op de aarde is geknald. Deze catastrofale botsing stootte brokstukken van Theia en de aarde de ruimte in, die later samen zijn gesmolten om de maan te vormen, aldus de theorie.

Nu hebben wetenschappers, geleid door Qian Yuan, een postdoctorale deskundige in geofysica aan het California Institute of Technology, nieuw bewijs gepresenteerd dat overblijfselen van Theia ook diep in de aardmantel vast zouden kunnen hebben komen te zitten, waar ze tot vandaag de dag bewaard zijn gebleven. Deze hypothese zou de curieuze aanwezigheid van twee enorme “klodders” in de aarde kunnen verklaren, die ook wel ‘large low-velocity provinces’ (LLVPs) worden genoemd, en die bij seismische observaties van het interieur van onze planeet compacter lijken te zijn dan de omringende mantel, aangezien seismische golven zich er op aanzienlijk lagere snelheid doorheen bewegen dan in omringende materialen.

Yuan en zijn collega’s “tonen aan dat LLVPs begraven overblijfselen van Theia-mantelmateriaal (TMM) zouden kunnen vertegenwoordigen dat in de mantel van de proto-aarde bewaard is gebleven na de enorme inslag die de maan heeft gevormd” en merken op dat “vergelijkbare ongelijksoortigheden in de mantel, veroorzaakt door inslagen, ook in de interieurs van andere planeten zou kunnen bestaan,” aldus een onderzoek dat woensdag in Nature werd gepubliceerd. 

“De aanvankelijke toestand van de aarde zou een cruciale rol kunnen spelen in de evolutie van de aarde en veel onregelmatigheden,” vertelt Yuan per mail aan Motherboard. “En het wordt geloofd dat die aanvankelijke toestand werd veroorzaakt door de inslag die de maan vormde.”

Yuan begon zich jaren geleden al af te vragen of LLVPs overblijfselen van Theia zouden kunnen zijn, toen hij zijn doctoraat deed aan Arizona State University. Hij ontwikkelde het concept met zijn collega’s door geodynamische modellen te gebruiken, en gaf een formele presentatie op de 52ste Lunar and Planetary Science Conference in 2021.

Nu hebben Yuan en zijn team op die aanvankelijke resultaten voortgebouwd door de enorme inslag die waarschijnlijk de maan heeft gevormd, en ook de langetermijngevolgen voor het binnenste van de jonge aarde heeft veroorzaakt, op veel geavanceerder niveau te simuleren. De onderzoekers onderzochten of het mogelijk is dat de LLVPs, die een doorsnee van een paar honderd kilometer hebben, de overblijfselen van Theia zijn die in onze planeet vast zijn komen te zitten terwijl die nog duizelde van de botsing 4,5 miljard geleden.

“De significante verbeteringen die we dit keer hebben komen van de simulaties van de inslag die de maan heeft gevormd,” legt Yuan uit, die zijn medeauteurs Hongping Deng en Jacob Kegerreis noemde als degenen die met de geavanceerde modellen kwamen. 

“Allebei de inslagsimulaties laten zien dat deze inslag niet de hele aardmantel smolt, en dat de onderste helft van de aardmantel grotendeels solide is en een hoeveelheid van de mantel van Theia opvangt (~2 procent van de volledige massa van de aarde) die overeenkomt met de huidige klodders in de aarde,” voegt hij eraan toe. 

Met andere woorden, de nieuwe en verbeterde modellen van het team ondersteunen het idee dat LLVPs de overblijfselen van Theia zouden kunnen zijn, de planeet die de maan hielp te maken toen het op de aarde knalde. Daarnaast wijzen Yuan en zijn collega’s op bewijs dat de klodders primordiale elementen bevatten die voorafgaan aan de inslag die de maan heeft gevormd. Dit is een aanwijzing dat de LLVPs extreem oud moeten zijn, een tijdlijn die niet zo goed aansluit op verklaringen die suggereren dat de klodders massa’s oceaankorst zijn die subductie hebben ondergaan, of overblijfselen van het differentiatieproces van de aarde. 

Het is bizar om je voor te stellen dat we allemaal onze levens leiden terwijl er planeetsplinters ter grootte van een continent onder onze voeten zitten, die misschien zelfs via pluimen in de aarde buitenaardse materialen in het basalt aan de oppervlakte laten uitlekken. Maar hoewel dit een behoorlijk fascinerende hypothese is, zal er veel meer onderzoek en experimentatie nodig zijn om hem te bevestigen.

Yuan en zijn collega’s hopen dan ook dat delen van Theia bewaard zouden kunnen zijn gebleven op de oppervlakte van de maan, die aanzienlijk makkelijker te bereiken is dan de diepe aardlaag waar de LLVPs zich bevinden. 

“Ik kijk uit naar toekomstige maanmissies om daar mantelstenen te bemachtigen, die waarschijnlijk van de ingeslagen Theia afkomstig zijn, als we het grootste deel van de simulaties van de inslag mogen geloven,” zegt Yuan. “Als de maanmantel en de aan de LLVPs-gerelateerde basalten dezelfde chemische kenmerken hebben, dan zouden ze allebei van Theia afkomstig moeten zijn.”

Het team merkte ook op dat andere planeten ook fossielen van oude werelden in hun buikje zouden kunnen hebben, aangezien inslagen schering en inslag lijken te zijn in veel jonge sterrensystemen. De InSight-Marsmissie van NASA, die vorig jaar ten einde kwam, heeft buitengewone details over het binnenste van de rode planeet onthuld, en toekomstige missies zouden wellicht de overblijfselen van buitenaardse werelden binnenin andere buitenaardse werelden kunnen onthullen, als een ruimtelijke matroesjka. 

“Ik heb met mensen die aan InSight-data hebben gewerkt over de mogelijkheid gepraat, maar aangezien het maar één seismometer heeft denk ik dat het erg moeilijk zal zijn om de 3D-structuren van de klodders te observeren, als Mars die heeft,” concludeerde Yuan. “Het grootste deel van het werk bij InSight gaat om 1D-structuren van diens interieur, maar aangezien er is voorgesteld dat Mars ook een enorme inslag moet hebben gehad om de tweeledigheid van de korst te vormen, zou de planeet gerelateerde onregelmatigheden kunnen hebben die bij toekomstig onderzoek meer seismometers vereisen om de hypothese te testen.”

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op VICE US.

Volg VICE België en VICE Nederland ook op Instagram.