Žemės gelmėse gali slypėti prieš 4,5 mlrd. metų susidūrusios Tėjos planetos liekanos

Du milžiniški dariniai prie Žemės branduolio gali būti seniai išnykusios protoplanetos medžiaga

Giliai Žemės mantijoje, beveik 2 900 kilometrų gylyje, egzistuoja du milžiniški neįprastos sudėties dariniai. Vienas jų yra po Afrika, kitas – po Ramiojo vandenyno regionu. Geofizikai juos vadina didžiosiomis mažo seisminių bangų greičio provincijomis, arba LLVP. Jos yra tūkstančių kilometrų pločio ir užima reikšmingą apatinės mantijos dalį.

Ilgą laiką nebuvo aišku, kodėl šių struktūrų medžiaga skiriasi nuo likusios Žemės mantijos. 2023 metais žurnale „Nature“ paskelbtas Qiano Yuano vadovaujamas tyrimas pateikė intriguojantį paaiškinimą: šios struktūros gali būti prieš maždaug 4,5 mlrd. metų su Žeme susidūrusios protoplanetos Tėjos mantijos liekanos.

Būtent šį tyrimą dabar vėl iškėlė „Yahoo News“ paskelbta publikacija. Tačiau formuluotę „mokslininkai atrado Tėjos liekanas“ reikėtų vertinti atsargiai. Tyrėjai tiesiogiai neišgręžė ir nepaėmė mėginių iš beveik 3 tūkst. kilometrų gylio. Jie sukūrė skaitmeninius modelius, rodančius, kad Tėjos medžiaga po susidūrimo galėjo išlikti Žemės viduje iki mūsų dienų.

Jeigu hipotezė pasitvirtintų, Žemės gelmėse būtų išlikę milžiniški kitos planetos fragmentai – savotiška Saulės sistemos formavimosi laikų kapsulė.

Tėja galėjo būti Marso dydžio planeta, kurios susidūrimas su Žeme pagimdė Mėnulį

Plačiausiai pripažįstamas Mėnulio susidarymo modelis remiasi milžiniško susidūrimo hipoteze. Pagal ją jauna Žemė prieš maždaug 4,5 mlrd. metų susidūrė su planetinio dydžio kūnu, kuriam vėliau suteiktas Tėjos vardas. Manoma, kad jis buvo maždaug Marso dydžio.

Smūgis turėjo būti vienas katastrofiškiausių įvykių ankstyvojoje Žemės istorijoje. Dalis abiejų kūnų medžiagos buvo išmesta į orbitą, kur iš jos ilgainiui susiformavo Mėnulis. Šiuolaikinės skaitmeninės simuliacijos leidžia modeliuoti ne tik patį smūgį, bet ir tai, kaip susidūrimo metu persiskirstė Žemės bei Tėjos mantijų medžiaga.

Ilgą laiką manyta, kad didžioji Tėjos dalis arba susimaišė su Žeme, arba pateko į medžiagą, iš kurios susidarė Mėnulis. Tačiau 2023 metų modeliai parodė kitą galimybę: dalis Tėjos mantijos galėjo prasiskverbti pro viršutinę Žemės mantiją ir nusėsti gerokai giliau.

Mokslininkų skaičiavimu, Tėjos mantijos medžiaga galėjo būti maždaug 2–3,5 proc. tankesnė už tuometinės Žemės mantiją. To būtų pakakę, kad po susidūrimo ji palaipsniui grimztų branduolio kryptimi.

Tėjos medžiaga galėjo nugrimzti beveik iki Žemės branduolio ir ten išlikti milijardus metų

Vienas pagrindinių tyrimo klausimų buvo paprastas: jeigu Tėjos dalys tikrai pateko į Žemę, kodėl jos per 4,5 mlrd. metų visiškai nesusimaišė su likusia mantija?

Modeliai rodo, kad dėl didesnio tankio geležimi turtinga Tėjos mantijos medžiaga galėjo grimzti žemyn ir kauptis ties mantijos bei išorinio branduolio riba. Šioje zonoje slėgis siekia milijonus atmosferų, o temperatūra – kelis tūkstančius laipsnių.

Mantija nėra sustingęs vientisas sluoksnis. Ji juda itin lėtai, vyksta konvekcija, kurios mastai matuojami milijonais metų. Vis dėlto tankesnių medžiagų telkiniai gali išlikti santykinai izoliuoti labai ilgą laiką.

2026 metais „Scientific Reports“ paskelbtas modeliavimas taip pat nagrinėja scenarijų, pagal kurį tankios, geležimi praturtintos Tėjos silikatinės medžiagos galėjo nusėsti apatiniame mantijos sluoksnyje ir ilgainiui suformuoti šiandien stebimas anomalijas. Tai rodo, kad Tėjos hipotezė tebėra aktyviai tikrinama, nors dar nėra galutinai įrodyta.

Po Afrika ir Ramiojo vandenyno regionu slypinčios struktūros yra žemynų dydžio

LLVP nėra smulkūs geologiniai dariniai. Jie tokie dideli, kad jų horizontalūs matmenys prilygsta žemynams, o aukštis nuo mantijos ir branduolio ribos gali siekti šimtus ar net daugiau kaip tūkstantį kilometrų.

Apie jų egzistavimą mokslininkai sprendžia pagal seisminių bangų judėjimą. Žemės drebėjimų sukeltos bangos per skirtingos temperatūros ir cheminės sudėties medžiagas keliauja skirtingu greičiu. LLVP zonose jos pastebimai sulėtėja.

Tai reiškia, kad jų sudėtis arba temperatūra skiriasi nuo aplinkinės mantijos. Jau anksčiau buvo siūlyta, kad šios struktūros gali būti itin senos Žemės medžiagos liekanos, susiformavusios dar ankstyviausiais planetos evoliucijos etapais.

Tėjos hipotezė šiai mįslei suteikia konkretų kosminį paaiškinimą: LLVP galėjo susidaryti ne vien iš pačios Žemės medžiagos, bet iš kitos protoplanetos, kuri tiesiogine prasme tapo mūsų planetos dalimi.

Tėjos liekanų hipotezė galėtų vienu metu paaiškinti ir Mėnulio kilmę, ir Žemės mantijos anomalijas

Šio modelio patrauklumas mokslininkams slypi tame, kad jis sujungia dvi ilgai atskirai nagrinėtas problemas.

Pirmoji – Mėnulio kilmė. Milžiniško susidūrimo modelis gerai paaiškina daugelį Žemės ir Mėnulio sistemos savybių, tačiau ilgą laiką kilo klausimų, kur dingo didžioji Tėjos dalis ir kodėl Mėnulio uolienų izotopinė sudėtis tokia panaši į Žemės.

Antroji problema – LLVP kilmė. Šių milžiniškų struktūrų egzistavimas žinomas iš seismologijos, tačiau jų pradinė medžiaga iki šiol nėra vienareikšmiškai nustatyta.

Jei paaiškėtų, kad abiejų mįslių atsakymas yra tas pats Tėjos susidūrimas, vienas seniausių Žemės istorijos įvykių būtų palikęs du milžiniškus pėdsakus: Mėnulį virš mūsų ir svetimos planetos medžiagą beveik prie Žemės branduolio.

Mokslininkai dar negali pasakyti, kad Tėjos liekanos Žemėje jau įrodytos

Nepaisant įspūdingos hipotezės, svarbiausias mokslinis apribojimas išlieka tas pats – žmonija neturi tiesioginių LLVP uolienų mėginių. Giliausias kada nors žmogaus išgręžtas gręžinys siekia vos keliolika kilometrų, o nagrinėjamos struktūros yra beveik 3 tūkst. kilometrų gylyje.

Todėl Tėjos kilmė nustatoma netiesiogiai: pagal seisminius duomenis, planetų susidūrimo modeliavimą, geodinamiką, mineralų tankio skaičiavimus ir Žemės bei Mėnulio geochemiją.

Vienas svarbiausių būsimų patikrinimų būtų cheminės ir izotopinės užuominos vulkaninėse uolienose. Gilūs mantijos pliumai, kylantys iš regionų virš LLVP, kai kuriose Žemės vietose gali iškelti į paviršių medžiagą iš labai didelio gylio. Jei tokiuose mėginiuose būtų aptiktas aiškus cheminis parašas, sutampantis su iš Tėjos tikėtina medžiaga, hipotezė taptų gerokai stipresnė.

Kol kas tiksliausia formuluotė yra tokia: mokslininkai atrado ne pačią Tėją, bet mechanizmą, galintį paaiškinti, kaip jos dalys galėjo išgyventi katastrofišką susidūrimą ir išlikti Žemės viduje 4,5 mlrd. metų.

Šaltiniai

Yahoo News / The Brighter Side of News. (2026). Scientists discover remnants of Theia, the planet that collided with Earth 4.5 billion years ago. https://www.yahoo.com/news/science/articles/scientists-discover-remnants-theia-planet-115100873.html

The Brighter Side of News. (2026). Scientists discover remnants of Theia, the planet that collided with Earth 4.5 billion years ago. https://www.thebrighterside.news/post/scientists-discover-remnants-of-theia-the-planet-that-collided-with-earth-4-5-billion-years-ago/

Nature. (2023). Moon-forming impactor as a source of Earth’s basal mantle anomalies. https://www.nature.com/articles/s41586-023-06589-1