W badaniach szczególnie przydatne były względne stosunki izotopów różnych pierwiastków. Izotopy to odmiany tego samego pierwiastka, które różnią się liczbą neutronów w jądrze, a zatem i masą. Można stąd wnioskować, że w chmurze, z której powstało Słońce i planety izotopy nie były równomiernie rozłożone. Musiały istnieć, zależne od odległości od centrum, różnice we względnych stosunkach różnych izotopów. Rodzące się planety powstawały zatem z materiału o różnym składzie izotopowym, w zależności od tego, czy ich narodziny miały miejsce bliżej, czy dalej Słońca.

  • Jakie zmiany zaszły na Ziemi po zderzeniu z Theią?
  • Co zbudowano z szczątków po zderzeniu z Theią?
  • Jakie pierwiastki były badane w kontekście Thei?
  • Skąd pochodziła planeta Theia?

Bardzo szczegółowo przyjrzeli się izotopom żelaza występującym na Ziemi i Księżycu oraz porównali te dane z informacjami o izotopach żelaza występujących na meteorytach. Dlaczego żelaza? Bo zawdzięczamy je Thei. Na tworzącej się Ziemi doszło do sortowania pierwiastków. Żelazo migrowało do wewnątrz, tworząc jądro planety. Płaszcz Ziemi był ubogi w ten pierwiastek. Nie tylko zresztą w żelazo. Również molibden znalazł się głęboko wewnątrz planety. Żelazo, które wydobywamy dzisiaj i które umożliwiło powstanie cywilizacji, musiało przybyć na Ziemię po utworzeniu się jądra, na przykład wskutek zderzenia z Theią. Dodatkowo z bezprecedensową precyzją przeanalizowali izotopy chromu, molibdenu czy cyrkonu. Na tej podstawie doszło do wniosku, że względny stosunek izotopów na Thei znacząco różnił się od tego na Ziemi.

Naukowcy przeprowadzili obliczenia, które wskazywały, jaki był skład Ziemi i Thei przed zderzeniem. Część z tych scenariuszy mogli od razu odrzucić, gdyż nie zgadzały się z tym, co wiemy o formowaniu się planet, a co potwierdzają badania meteorytów.

Meteoryty to pozostałości po formowaniu się Układu Słonecznego, najstarsi świadkowie jego powstawania. Względny stosunek izotopów w płaszczu Ziemi najbardziej przypomina meteoryty z wewnętrznych części Układu Słonecznego. Stąd wiemy, że Ziemia powstała właśnie w wewnętrznych obszarach. Natomiast wynikający z badań i modelowania matematycznego skład izotopowy Thei — różny od Ziemi — wskazuje, że powstała ona jeszcze bliżej Słońca niż nasza planeta.

Źródło: The Moon-forming impactor Theia originated from the inner Solar System, https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado0623