Kerana banyak sebab, Venus kadang-kadang disebut sebagai "Bumi Kembar" (atau "Sister Planet", bergantung pada siapa yang Anda tanyakan). Seperti Bumi, ia bersifat darat (yaitu berbatu), terdiri dari mineral silikat dan logam yang dibezakan antara inti besi-nikel dan mantel silikat dan kerak. Tetapi ketika datang ke atmosfera dan medan magnet masing-masing, kedua planet kita tidak mungkin lebih berbeza.
Untuk beberapa waktu, ahli astronomi telah berjuang untuk menjawab mengapa Bumi mempunyai medan magnet (yang memungkinkannya mengekalkan atmosfer yang tebal) dan Venus tidak. Menurut kajian baru yang dilakukan oleh pasukan saintis antarabangsa, mungkin ada kaitan dengan kesan besar yang berlaku pada masa lalu. Oleh kerana Venus nampaknya tidak pernah mengalami dampak seperti itu, ia tidak pernah mengembangkan dinamo yang diperlukan untuk menghasilkan medan magnet.
Kajian yang berjudul "Pembentukan, stratifikasi, dan pencampuran inti Bumi dan Venus", baru-baru ini muncul dalam jurnal ilmiah Huruf Planet Bumi dan Sains. Kajian ini diketuai oleh Seth A. Jacobson dari Northwestern University, dan termasuk anggota dari Observatory de la Côte d'Azur, University of Bayreuth, Tokyo Institute of Technology, dan Carnegie Institution of Washington.
Demi kajian mereka, Jacobson dan rakannya mula mempertimbangkan bagaimana planet terestrial terbentuk di tempat pertama. Menurut model pembentukan planet yang paling banyak diterima, planet terestrial tidak terbentuk dalam satu tahap, tetapi dari serangkaian peristiwa penambahan yang ditandai dengan perlanggaran dengan planetesim dan embrio planet - yang kebanyakannya mempunyai inti sendiri.
Kajian terbaru mengenai fizik mineral bertekanan tinggi dan dinamika orbit juga menunjukkan bahawa teras planet mengembangkan struktur berstrata ketika mereka melekat. Sebabnya ada kaitannya dengan sebilangan besar unsur cahaya yang disatukan dengan logam cair selama proses tersebut, yang kemudian akan tenggelam untuk membentuk inti planet ini ketika suhu dan tekanan meningkat.
Inti berstrata seperti itu tidak dapat melakukan perolakan, yang diyakini sebagai yang memungkinkan medan magnet Bumi. Terlebih lagi, model seperti itu tidak sesuai dengan kajian seismologi yang menunjukkan bahawa inti Bumi kebanyakannya terdiri dari besi dan nikel, sementara kira-kira 10% beratnya terdiri dari unsur cahaya - seperti silikon, oksigen, sulfur, dan lain-lain. Inti luarannya sama homogen, dan terdiri daripada unsur-unsur yang hampir sama.
Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Jacobson kepada Space Magazine melalui e-mel:
"Planet terestrial tumbuh dari rangkaian peristiwa (dampak) pertambahan, jadi inti juga tumbuh dengan cara multi-tahap. Pembentukan teras pelbagai peringkat menghasilkan struktur ketumpatan berstrata berlapis dalam teras kerana elemen cahaya semakin banyak dimasukkan dalam penambahan teras kemudian. Unsur-unsur cahaya seperti O, Si, dan S semakin berpisah ke dalam cecair yang membentuk teras semasa pembentukan teras apabila tekanan dan suhu lebih tinggi, jadi peristiwa pembentukan teras kemudian memasukkan lebih banyak elemen ini ke dalam teras kerana Bumi lebih besar dan tekanan dan suhu oleh itu lebih tinggi .
"Ini mewujudkan stratifikasi stabil yang mencegah geodynamo jangka panjang dan medan magnet planet. Ini adalah hipotesis kami untuk Venus. Dalam kes Bumi, kami berpendapat bahawa kesan pembentukan Bulan cukup ganas untuk mencampurkan inti Bumi secara mekanikal dan membolehkan geodynamo tahan lama menghasilkan medan magnet planet hari ini. "
Untuk menambahkan keadaan kebingungan ini, kajian paleomagnetik telah dilakukan yang menunjukkan bahawa medan magnet Bumi telah wujud sekurang-kurangnya 4,2 bilion tahun (kira-kira 340 juta tahun setelah terbentuk). Oleh itu, secara semula jadi persoalan timbul mengenai apa yang dapat menjelaskan keadaan perolakan semasa dan bagaimana ia terjadi. Demi kajian mereka, Jacobson dan pasukannya mempertimbangkan kemungkinan kesan besar dapat menyebabkan hal ini. Seperti yang ditunjukkan oleh Jacobson:
"Impak bertenaga mencampurkan inti secara mekanikal sehingga dapat menghancurkan stratifikasi stabil. Stratifikasi stabil menghalang perolakan yang menghalang geodinamik. Mengeluarkan stratifikasi membolehkan dinamo beroperasi. "
Pada asasnya, tenaga kesan ini akan menggegarkan inti, mewujudkan satu wilayah homogen di mana geodinamik jangka panjang dapat beroperasi. Memandangkan usia medan magnet Bumi, ini selaras dengan teori impak Theia, di mana objek berukuran Mars dipercayai bertabrakan dengan Bumi 4.51 bilion tahun yang lalu dan menyebabkan pembentukan sistem Bumi-Bulan.
Kesan ini boleh menyebabkan teras Bumi berubah dari stratifikasi menjadi homogen, dan dalam jangka masa 300 juta tahun akan datang, keadaan tekanan dan suhu boleh menyebabkannya membezakan antara teras dalam yang padat dan inti luar yang cair. Berkat putaran di teras luar, hasilnya adalah kesan dinamo yang melindungi atmosfera kita ketika terbentuk.
Benih teori ini dibentangkan tahun lalu pada Persidangan Sains Lunar dan Planet ke-47 di The Woodlands, Texas. Semasa pembentangan bertajuk "Dynamical Mixing of Planetary Cores by Giant Impacts", Dr. Miki Nakajima dari Caltech - salah seorang pengarang bersama kajian terbaru ini - dan David J. Stevenson dari Carnegie Institution of Washington. Pada masa itu, mereka menunjukkan bahawa stratifikasi inti Bumi mungkin telah diset semula oleh kesan yang sama yang membentuk Bulan.
Kajian Nakajima dan Stevenson yang menunjukkan bagaimana kesan paling ganas dapat menggerakkan inti planet pada akhir pertambahan mereka. Berdasarkan ini, Jacobson dan penulis bersama yang lain menggunakan model bagaimana Bumi dan Venus bertambah dari cakera pepejal dan gas mengenai proto-Sun. Mereka juga menerapkan perhitungan bagaimana Bumi dan Venus tumbuh, berdasarkan kimia mantel dan teras setiap planet melalui setiap peristiwa pertambahan.
Kepentingan kajian ini, dari segi bagaimana ia berkaitan dengan evolusi Bumi dan kemunculan kehidupan, tidak dapat dikira. Sekiranya magnetosfera Bumi adalah hasil daripada kesan energetik yang terlambat, maka kesan seperti itu boleh menjadi perbezaan antara planet kita yang boleh dihuni atau terlalu sejuk dan gersang (seperti Marikh) atau terlalu panas dan neraka (seperti Venus). Seperti yang disimpulkan oleh Jacobson:
“Medan magnet planet melindungi planet dan kehidupan di planet ini dari sinaran kosmik yang berbahaya. Sekiranya kesan lewat, ganas dan gergasi diperlukan untuk medan magnet planet, maka kesan seperti itu mungkin diperlukan untuk kehidupan. ”
Melihat di luar Sistem Suria kita, makalah ini juga mempunyai implikasi dalam kajian planet-planet ekstra suria. Di sini juga, perbezaan antara planet yang dapat dihuni atau tidak mungkin disebabkan oleh kesan tenaga tinggi yang menjadi sebahagian daripada sejarah awal sistem. Di masa depan, ketika mempelajari planet ekstra surya dan mencari tanda-tanda kebiasaan, saintis mungkin terpaksa mengajukan satu soalan mudah: "Adakah itu cukup kuat?"
