Le anomalie all’interno del mantello terrestre potrebbero derivare da una collisione avvenuta tra la Terra e un oggetto di dimensioni simili a Marte, chiamato Theia, che ha portato alla formazione della Luna. Questo impatto catastrofico è avvenuto circa 4,5 miliardi di anni fa, ma i suoi effetti sono ancora visibili oggi, non solo sulla Luna, ma anche nelle strutture sepolte nel mantello terrestre.
Secondo la teoria tradizionale, l’impatto con Theia ha avuto un impatto limitato sulla Terra, mentre la maggior parte di Theia è stata scagliata nello spazio, formando poi la Luna. Se così fosse, la Terra e la Luna avrebbero composizioni chimiche diverse. Tuttavia, nuove simulazioni suggeriscono che Theia abbia avuto un impatto più esteso sul nostro pianeta, lasciando delle caratteristiche peculiari che sono sopravvissute fino ad oggi.
Le simulazioni utilizzano una tecnica chiamata Meshless Finite Mass (MFM), che è molto efficace nel modellare con precisione la turbolenza e la miscelazione dei materiali. Applicata alla collisione con Theia, questa tecnica rivela che la miscelazione tra i due mondi primordiali potrebbe essere stata più estesa di quanto si pensasse in precedenza.
“Ricerche precedenti avevano posto un’eccessiva enfasi sulla struttura del disco di detriti (precursore della Luna) e avevano trascurato l’impatto gigante sulla giovane Terra”, ha dichiarato il professor Deng Hongping dell’Osservatorio Astronomico di Shanghai.
“I nostri risultati mettono in discussione l’idea tradizionale secondo cui l’impatto gigante ha portato all’omogeneizzazione della giovane Terra”, ha detto Deng. “Invece, l’impatto gigante che ha portato alla formazione della Luna sembra essere l’origine dell’eterogeneità del mantello terrestre e segna l’inizio dell’evoluzione geologica della Terra nel corso di 4,5 miliardi di anni”.
Le simulazioni mostrano che il mantello superiore e inferiore hanno composizioni e stati diversi dopo la collisione. Il mantello inferiore è principalmente solido e con poca contaminazione da Theia; circa il due percento del materiale proveniente dall’oggetto in collisione ha penetrato a quella profondità. Il mantello superiore, invece, è una miscela di materiale proveniente da Gaia e Theia.
Il materiale di Theia nel mantello inferiore potrebbe essere responsabile della formazione delle Large Low-Velocity Provinces (LLVPs), le strutture anomale nel mantello che si trovano sotto la placca tettonica africana e la placca tettonica del Pacifico, rispettivamente. Il materiale proveniente da Theia potrebbe essere affondato verso il fondo perché è più ricco di ferro e quindi più pesante rispetto al materiale circostante.
Non è la prima volta che i ricercatori propongono questa teoria per spiegare le LLVPs. Il fatto che diverse simulazioni e scenari convergano su questa idea è molto intrigante, ma sono necessari ulteriori dati per confermarla.
Il materiale proveniente dal mantello più profondo e persino dal nucleo può essere portato in superficie da getti di materiale fuso e lo studio di questo materiale potrebbe fornire prove sperimentali per la teoria suggerita dalla simulazione, con implicazioni non solo per la Terra, ma anche per la formazione degli altri pianeti rocciosi.
“Attraverso un’analisi precisa di un’ampia gamma di campioni di rocce, combinata con modelli di impatto gigante e modelli di evoluzione della Terra più raffinati, possiamo dedurre la composizione dei materiali e la dinamica orbitale della Terra primordiale, Gaia e Theia. Questo ci permette di comprendere l’intera storia della formazione del Sistema Solare interno”, ha spiegato l’autore principale dello studio, il dottor Qian Yuan del California Institute of Technology.
