Naukowcy z Durham University w Wielkiej Brytanii, przeanalizowali rozkład izotopowy miedzi na powierzchni Ziemi i porównali go z dystrybucją miedzi w meteorytach. W rezultacie, naukowcy doszli do wniosku, że na Ziemi brakuje 90 procent siarki, która powinna wchodzić w reakcje z miedzią. Jedynym wyjaśnieniem tego zaskakującego odkrycia jest założenie, że siarka ta znajduje się w jądrze Ziemi. Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem tego zjawiska jest starożytna kolizja naszej planety z innym dużym ciałem niebieskim.
Od dawna wiadomo, że masa jądra Ziemi jest zbyt mała, aby składało się ono wyłącznie z pierwiastków ciężkich, takich jak żelazo i nikiel. Naukowcy zakładali obecność siarki, krzemu, węgla i tlenu. Jednak bezpośrednie potwierdzenie tej hipotezy jest niemożliwe ze względu na to, że próbki należałoby zebrać 2900 km pod ziemią, a tego nikt nie potrafi. Sama siarka topnieje w stosunkowo niskiej temperaturze i stąd skłonność do migracji tej substancji, utrudniającej uzyskanie składu izotopowego. W związku z tym, autorzy zaczęli badać miedź, która charakteryzuje się znaczącym powinowactwem do siarki, a często wchodzi z nią w związki.
Początkowo naukowcy zmierzyli proporcje różnych izotopów miedzi w skorupie ziemskiej oraz w skałach, powstałych w wyniku ekspansji płaszcza Ziemi. Potem porównano izotopową charakterystykę miedzi w podgrupie meteorytów zwanych chondrytami. Zostały one utworzone z obłoku protoplanetarnym, a więc ich kompozycja jest uważana za bardzo bliską podstawowej strukturze wnętrza Ziemi. Stwierdzono, że udział miedzi-65 dla próbek naziemnych ma o 0,025 procent mniejszą zawartość niż ten sam izotop w meteorycie.
Deficyt w skorupie i płaszczu izotopów miedzi bardziej podatnych na tworzenie się związków z siarką, oznacza, że znaczna część płaszcza gdzieś zniknęła. Według naukowców, jedyne miejsce, gdzie mogła się dostać brakująca siarka jest jądro Ziemi. Według ich obliczeń, znajduje się tam 8,5 trylionów ton siarki, co odpowiada 90 procent całkowitej ilości tego pierwiastku na świecie. Dla zobrazowania to tylko 10 razy mniejsza masa od tej jaką ma Księżyc.
Powstaje pytanie, co może doprowadzić do takiej selektywnej migracji siarki z płaszcza do rdzenia. W normalnych warunkach wymagałoby to więcej czasu, niż istnieje nasza planeta. Dlatego autorzy uważają, że migracja siarki musiała nastąpić na skutek ekstremalnego rozgrzania płaszcza. Związki siarki i miedzi stopiły się i stworzyły znaczną warstwa cieczy w płaszczu Ziemi. Po tym, migracja związków zawierających siarkę do jądra mogła przebiegać o wiele szybciej. Według ekspertów, najbardziej prawdopodobnym powodem takiego rozgrzania płaszcza była kolizja Ziemi z planety Theia, do której rzekomo doszło kilka miliardów lat temu i co doprowadziło do powstania Księżyca.
