Из многих разлога, Венеру се понекад назива и „Земљином близанком“ (или „сестром планетом“, у зависности од кога питате). Попут Земље, она је у природи земаљска (тј. Стеновита), састављена од силикатних минерала и метала који се разликују између језгра гвожђе-никал и силикатног плашта и коре. Али када су у питању њихове атмосфере и магнетна поља, наше две планете не би могле бити другачије.
Већ неко време астрономи се боре да одговоре зашто Земља има магнетно поље (што му омогућава да задржи густу атмосферу), а Венера не. Према новој студији коју је спровео међународни тим научника, то може имати неке везе са огромним утицајем који се догодио у прошлости. Пошто се чини да Венера никада није претрпела такав утицај, никада није развила динамо потребан за стварање магнетног поља.
Студија под називом „Формирање, стратификација и мешање језгара Земље и Венере“ недавно је објављена у научном часопису Планетарна слова Земље и Науке. Студију је водио Сетх А. Јацобсон са Универзитета Северозапад, а обухватали су чланове Обсерватори де ла Цоте д'Азур, Универзитета Баиреутх, Токијског технолошког института и Царнегие Институције из Васхингтона.
За време своје студије, Јацобсон и његове колеге су почели да размишљају о томе како се земаљске планете формирају. Према најчешће прихваћеним моделима формирања планета, земаљске планете не настају у једној фази, већ из низа догађаја акреције који су окарактерисани сударима са планетесималима и планетарним ембрионима - од којих већина има своја језгра.
Недавна истраживања физике минерала високог притиска и орбиталне динамике такође су показала да планетарне језгре развијају слојевиту структуру док се стварају. Разлог за то је повезан са начином на који се током течног метала веће мноштво светлосних елемената уграђује у течни метал, који би потом потонуо у језгро планете како се температуре и притисак повећавају.
Таква слојевита језгра била би неспособна за конвекцију, за шта се верује да омогућава магнетно поље Земље. Штавише, такви модели нису компатибилни са сеизмолошким истраживањима која показују да се Земљино језгро састоји од гвожђа и никла, док се приближно 10% његове тежине састоји од лаких елемената - као што су силицијум, кисеоник, сумпор и други. Спољно језгро је слично хомогено, састављено од много истих елемената.
Као што је др. Јацобсон објаснио за Спаце Магазине путем е-маила:
„Земаљске планете су расле из низа акредионалних (утицајних) догађаја, тако да је језгро такође расло на више фаза. Формирање језгре у више фаза ствара слојевиту стабилно слојевиту структуру густине у језгри, јер се светлосни елементи све више уграђују у касније језгре. Лаки елементи попут О, Си и С све више се деле на течности које стварају језгро током формирања језгре када су притисци и температуре виши, па касније догађаји формирања језгре уграде више тих елемената у језгро, јер је Земља већа и притисци и температуре су зато већи .
„Ово успоставља стабилну слојевитост која спречава дуготрајни геодинамо и планетарно магнетно поље. Ово је наша хипотеза за Венеру. У случају Земље, мислимо да је утицај формирања Месеца био довољно силовит да механички меша језгро Земље и омогући дуготрајни геодинам да генерише данашње планетарно магнетно поље. "
Да би се додало ово стање конфузије, спроведена су палеомагнетна истраживања која показују да је Земљино магнетно поље постојало најмање 4,2 милијарде година (отприлике 340 милиона година од његовог формирања). Као такво, природно се поставља питање шта би могло објаснити тренутно стање конвекције и како је до ње дошло. Ради студије, Јацобсон и његов тим разматрали су могућност да то може имати масиван утицај. Као што је Јацобсон назначио:
„Енергетски утицаји механички мешају језгро и тако могу уништити стабилну слојевитост. Стабилна стратификација спречава конвекцију која инхибира геодинаму. Уклањање стратификације омогућава динаму да делује. "
У основи, енергија овог утицаја би пољуљала језгро, стварајући јединствену хомогену регију у којој би могао да делује дуготрајни геодинам. С обзиром на старост магнетног поља Земље, то је у складу са теијом утицаја Тхеиа, где се верује да се објект величине Марса сударио са Земљом пре 4,51 милијарди година и довео до формирања система Земља-Месец.
Овај утицај је могао да проузрокује да Земљино језгро пређе из слојевитог у хомогено, а током наредних 300 милиона година услови притиска и температуре могли би да доведу до његове разлике између чврсте унутрашње језгре и течне спољне језгре. Захваљујући ротацији у спољњем језгру, резултат је био динамо ефекат који је штитио нашу атмосферу у тренутку формирања.
Семе ове теорије представљено је прошле године на 47. Лунарној и планетарној конференцији о науци у Воодландсу у Тексасу. Током презентације под називом „Динамичко мешање планетарних језгара великим утицајем“, др Мики Накајима из Цалтецх-а - један од коаутора ове последње студије - и Давид Ј. Стевенсон из Царнегие Институције у Васхингтону. У то време су назначили да је стратификација језгре Земље можда ресетирана истим утицајем који је формирао Месец.
Накајима и Стевенсоново истраживање показало је како најнасилнији утицаји могу узбуркати језгро планета до касне акрекције. Настављајући на овоме, Јацобсон и остали коаутори примењивали су моделе како су се Земља и Венера акредитовали из диска чврстине и гаса око прото-Сунца. Они су такође примењивали прорачуне о расту Земље и Венере, на основу хемије плашта и језгра сваке планете кроз сваки догађај акреције.
Значај ове студије, у смислу повезаности са еволуцијом Земље и појавом живота, не може се умањити. Ако је магнетосфера Земље резултат касног енергетског удара, онда би такви утицаји могли бити велика разлика између тога што је наша планета усељива или је превише хладна и сушна (попут Марса) или сувише врућа и паклена (попут Венере). Као што је Јацобсон закључио:
„Планетарна магнетна поља штите планете и живот на планети од штетног космичког зрачења. Ако је за планетарно магнетно поље неопходан касни, насилни и џиновски удар, такав утицај ће можда бити потребан за живот. "
Ако погледамо даље од нашег Сунчевог система, овај рад такође има импликације на проучавање ван-соларних планета. И овде се разлика између планете која је усељива или не може сводити на високоенергетске утицаје који су део ране историје система. Убудуће, када проучавају ван-соларне планете и траже знакове усељивости, научници ће можда бити приморани да поставе једно једноставно питање: „Да ли је био довољно погођен?“
