Vì nhiều lý do, đôi khi sao Kim được gọi là Trái đất Lừa đảo (hay còn gọi là hành tinh nữ hành tinh, tùy thuộc vào người bạn hỏi). Giống như Trái đất, nó có bản chất trên mặt đất (tức là đá), bao gồm các khoáng chất silicat và kim loại được phân biệt giữa lõi sắt-niken và lớp phủ silicat và lớp vỏ. Nhưng khi nói đến bầu khí quyển và từ trường tương ứng của chúng, hai hành tinh của chúng ta không thể khác hơn.
Trong một thời gian, các nhà thiên văn học đã đấu tranh để trả lời tại sao Trái đất có từ trường (cho phép nó giữ được bầu khí quyển dày) và sao Kim thì không. Theo một nghiên cứu mới được thực hiện bởi một nhóm các nhà khoa học quốc tế, nó có thể có liên quan đến một tác động lớn đã xảy ra trong quá khứ. Vì sao Kim dường như chưa bao giờ chịu tác động như vậy, nên nó không bao giờ phát triển động lực cần thiết để tạo ra từ trường.
Nghiên cứu có tiêu đề Hình thành, phân tầng và trộn các lõi của Trái đất và Sao Kim, gần đây đã xuất hiện trên tạp chí khoa học Trái đất và Khoa học Thư hành tinh. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Seth A. Jacobson thuộc Đại học Tây Bắc, và bao gồm các thành viên của Đài quan sát de la Côte diêuAzur, Đại học Bayreuth, Viện Công nghệ Tokyo và Viện Carnegie của Washington.
Vì lợi ích của nghiên cứu, Jacobson và các đồng nghiệp đã bắt đầu xem xét cách thức các hành tinh trên mặt đất hình thành ở nơi đầu tiên. Theo các mô hình hình thành hành tinh được chấp nhận rộng rãi nhất, các hành tinh trên mặt đất không được hình thành trong một giai đoạn duy nhất, mà từ một loạt các sự kiện bồi tụ đặc trưng bởi sự va chạm với các hành tinh và phôi hành tinh - hầu hết đều có lõi của riêng chúng.
Các nghiên cứu gần đây về vật lý khoáng chất áp suất cao và động lực học quỹ đạo cũng đã chỉ ra rằng lõi hành tinh phát triển cấu trúc phân tầng khi chúng tích tụ. Lý do cho điều này có liên quan đến việc làm thế nào nhiều yếu tố ánh sáng được kết hợp với kim loại lỏng trong quá trình, sau đó sẽ chìm xuống để tạo thành lõi của hành tinh khi nhiệt độ và áp suất tăng.
Một lõi phân tầng như vậy sẽ không có khả năng đối lưu, được cho là thứ cho phép tạo ra từ trường Earth. Hơn nữa, các mô hình như vậy không tương thích với các nghiên cứu địa chấn chỉ ra rằng lõi Trái đất bao gồm chủ yếu là sắt và niken, trong khi khoảng 10% trọng lượng của nó được tạo thành từ các nguyên tố nhẹ - như silicon, oxy, lưu huỳnh và các loại khác. Lõi bên ngoài của nó tương tự như nhau, và bao gồm nhiều yếu tố giống nhau.
Như Tiến sĩ Jacobson đã giải thích với Tạp chí Vũ trụ qua email:
Các hành tinh trên mặt đất phát triển từ một chuỗi các sự kiện (tác động) bổ sung, do đó, lõi cũng phát triển theo kiểu nhiều giai đoạn. Sự hình thành lõi nhiều giai đoạn tạo ra cấu trúc mật độ phân tầng ổn định trong lớp vì các yếu tố ánh sáng ngày càng được kết hợp trong các bổ sung lõi sau này. Các nguyên tố nhẹ như O, Si và S ngày càng phân chia thành chất lỏng hình thành lõi trong quá trình hình thành lõi khi áp suất và nhiệt độ cao hơn, vì vậy các sự kiện hình thành lõi sau này kết hợp nhiều yếu tố này vào lõi vì Trái đất lớn hơn và do đó áp suất và nhiệt độ cao hơn .
Tiết này thiết lập một sự phân tầng ổn định để ngăn chặn một địa chất lâu dài và từ trường hành tinh. Đây là giả thuyết của chúng tôi về sao Kim. Trong trường hợp Trái đất, chúng tôi nghĩ rằng tác động hình thành Mặt trăng đủ mạnh để trộn cơ học vào lõi Trái đất và cho phép một địa chất lâu dài tạo ra từ trường hành tinh ngày nay.
Để thêm vào trạng thái nhầm lẫn này, các nghiên cứu từ cổ sinh đã được thực hiện chỉ ra rằng từ trường Trái đất đã tồn tại ít nhất là 4.2 tỷ năm (khoảng 340 triệu năm sau khi nó hình thành). Như vậy, câu hỏi đặt ra một cách tự nhiên là những gì có thể giải thích cho tình trạng đối lưu hiện tại và làm thế nào nó xảy ra. Vì lợi ích của nghiên cứu của họ, Jacobson và nhóm của ông đã xem xét khả năng một tác động lớn có thể giải thích cho điều này. Như Jacobson đã chỉ ra:
Các tác động của Ener Enericic trộn cơ học vào lõi và do đó có thể phá hủy sự phân tầng ổn định. Sự phân tầng ổn định ngăn ngừa sự đối lưu gây ức chế một geodynamo. Loại bỏ sự phân tầng cho phép máy nổ hoạt động.
Về cơ bản, năng lượng của tác động này sẽ làm rung chuyển lõi, tạo ra một vùng đồng nhất duy nhất trong đó một địa chất dài có thể hoạt động. Với tuổi từ trường Trái đất, điều này phù hợp với lý thuyết tác động của Theia, nơi một vật thể có kích cỡ sao Hỏa được cho là đã va chạm với Trái đất 4,51 tỷ năm trước và dẫn đến sự hình thành của hệ Mặt trăng Trái đất.
Tác động này có thể khiến lõi Trái đất chuyển từ phân tầng thành đồng nhất, và trong suốt 300 triệu năm tới, các điều kiện áp suất và nhiệt độ có thể khiến nó phân biệt giữa lõi bên trong rắn và lõi ngoài lỏng. Nhờ xoay trong lõi ngoài, kết quả là một hiệu ứng động lực bảo vệ bầu khí quyển của chúng ta khi nó hình thành.
Hạt giống của lý thuyết này đã được trình bày năm ngoái tại Hội nghị khoa học hành tinh và hành tinh lần thứ 47 ở The Woodlands, Texas. Trong một bài thuyết trình có tiêu đề Trộn động lực học của các hành tinh hành tinh bởi các tác động khổng lồ, Tiến sĩ Miki Nakajima của Caltech - một trong những đồng tác giả của nghiên cứu mới nhất này - và David J. Stevenson của Viện Carnegie ở Washington. Vào thời điểm đó, họ chỉ ra rằng sự phân tầng của lõi Trái đất có thể đã được thiết lập lại bằng chính tác động hình thành Mặt trăng.
Đó là nghiên cứu của Nakajima và Stevenson, đã chỉ ra làm thế nào các tác động bạo lực nhất có thể khuấy động lõi của các hành tinh muộn trong sự bồi đắp của chúng. Dựa trên điều này, Jacobson và các đồng tác giả khác đã áp dụng các mô hình về cách Trái đất và Sao Kim được bồi đắp từ một đĩa chất rắn và khí về một Mặt trời nguyên sinh. Họ cũng áp dụng các tính toán về cách Trái đất và Sao Kim phát triển, dựa trên hóa học của lớp phủ và lõi của mỗi hành tinh thông qua mỗi sự kiện bồi tụ.
Tầm quan trọng của nghiên cứu này, về cách nó liên quan đến sự tiến hóa của Trái đất và sự xuất hiện của sự sống, không thể được đánh giá cao. Nếu từ trường Trái đất là kết quả của một tác động năng lượng muộn, thì những tác động như vậy rất có thể là sự khác biệt giữa hành tinh của chúng ta có thể ở được hoặc quá lạnh và khô cằn (như Sao Hỏa) hoặc quá nóng và địa ngục (như Sao Kim). Như Jacobson đã kết luận:
Từ trường hành tinh của hành tinh che chắn các hành tinh và sự sống trên hành tinh khỏi bức xạ vũ trụ có hại. Nếu một tác động muộn, bạo lực và khổng lồ là cần thiết cho từ trường hành tinh thì một tác động như vậy có thể là cần thiết cho sự sống.
Nhìn xa hơn Hệ mặt trời của chúng ta, bài báo này cũng có ý nghĩa trong nghiên cứu các hành tinh ngoài mặt trời. Ở đây cũng vậy, sự khác biệt giữa một hành tinh có thể ở được hay không có thể là do các tác động năng lượng cao là một phần của lịch sử ban đầu của hệ thống. Trong tương lai, khi nghiên cứu các hành tinh ngoài mặt trời và tìm kiếm dấu hiệu của môi trường sống, các nhà khoa học rất có thể bị buộc phải hỏi một câu hỏi đơn giản: Liệu nó có đủ mạnh không?
