Forskare från Southwest Research Institute modellerade nyligen den utdragna perioden av bombardement efter månens bildande, när överblivna planetesimals slog mot jorden. Baserat på dessa simuleringar, Forskare har en teori om att föremål i månstorlek levererade mer massa till jorden än vad man tidigare trott.

Tidigt i sin utveckling, Jorden drabbades av ett annat stort föremål, och månen bildades från det resulterande skräpet som matades ut i en jord-kretsande skiva. En lång period av bombardement följde, den så kallade "sen tillträde, "när stora kroppar påverkade jorden och levererade material som ansamlades eller integrerades i den unga planeten.

"Vi modellerade de massiva kollisionerna och hur metaller och silikater integrerades i jorden under det här "sena ansamlingsstadiet", som varade i hundratals miljoner år efter att månen bildades, " sa SwRI:s Dr Simone Marchi, huvudförfattare till en Naturgeovetenskap papper som beskriver dessa resultat. "Baserat på våra simuleringar, den sena ansamlingsmassan som levereras till jorden kan vara betydligt större än man tidigare trott, med viktiga konsekvenser för vår planets tidigaste utveckling."

Tidigare, forskare uppskattade att material från planetesimaler som integrerades under slutskedet av jordisk planetbildning utgjorde ungefär en halv procent av jordens nuvarande massa. Detta är baserat på koncentrationen av mycket "siderofila" element - metaller som guld, platina och iridium, som har en affinitet för järn - i jordens mantel. Den relativa mängden av dessa element i manteln pekar på sen ackretion, efter att jordens kärna hade bildats. Men uppskattningen antar att alla mycket siderofila element som levererades av de senare nedslagen behölls i manteln.

Sen ackretion kan ha involverat stora differentierade projektiler. Dessa stötorgan kan ha koncentrerat de mycket siderofila elementen främst i deras metalliska kärnor. Nya högupplösta effektsimuleringar av forskare vid SwRI och University of Maryland visar att betydande delar av en stor planetesimals kärna kan sjunka ner till, och assimileras i, jordens kärna – eller rikoschettera tillbaka ut i rymden och fly planeten helt och hållet. Båda resultaten minskar mängden mycket siderofila element som läggs till jordens mantel, vilket innebär att två till fem gånger så mycket material kan ha levererats än vad man tidigare trott.

"Dessa simuleringar kan också hjälpa till att förklara förekomsten av isotopiska anomalier i gamla terrestra bergprover som komatiit, en vulkanisk sten, "sade SwRI-medförfattaren Dr. Robin Canup." Dessa avvikelser var problematiska för modeller från månens ursprung som innebär en välblandad mantel efter den gigantiska påverkan. Vi föreslår att åtminstone några av dessa stenar kan ha producerats långt efter det månbildande nedslaget, under sen ackretion."

Pappret, "Heterogen leverans av silikat och metall till jorden av stora planetesimaler, " publicerades 4 december online i Naturgeovetenskap .