Hvordan månen blev til:Ny forskning kaster lys over, hvad der skete

Hvordan Jorden fik sin måne er et længe omdiskuteret spørgsmål. Den gigantiske nedslagsteori - som siger, at månen blev dannet af en kollision mellem den tidlige Jord og en stenet krop kaldet Theia - er blevet frontløberen blandt forklaringerne. Men detaljerne omkring, hvordan dette skete, er slørede, og der er mange observationer, som videnskabsmænd stadig kæmper med at forklare.

Nu en ny undersøgelse, udgivet i Nature Geoscience, har kastet lys over, hvad der faktisk skete ved at løse et af de største mysterier omkring styrtet - hvorfor månen endte med at være næsten identisk med Jorden, frem for Theia, forudsat at hun eksisterede.

Ifølge den gigantiske virkningsteori, Theia var en krop på størrelse med Mars eller mindre - halvdelen af ​​Jordens diameter. Det smadrede ind i udviklingslandene for 4,5 milliarder år siden. Denne kollision producerede nok varme til at skabe magmahave og kastede en masse affald ud i kredsløb om Jorden, som efterfølgende faldt sammen til månen.

Teorien forklarer måden og hastigheden, som Jorden og månen drejer rundt om hinanden. De er tidevandslåste, hvilket betyder, at månen altid viser den samme side mod Jorden, når den snurrer rundt om den. Det er derfor, det var sådan en præstation, da kineserne landede deres Chang'e 4-rumfartøj på den anden side af månen i 2019 - direkte kommunikation med den side er aldrig mulig fra Jorden.

Månen og Jorden er næsten identiske i sammensætning. Forskellene er, at månen har mindre jern og mindre af de lettere grundstoffer såsom brint, som er nødvendige for at producere vand. Den gigantiske effektteori forklarer hvorfor. Det tunge grundstof jern ville være blevet tilbageholdt på Jorden. Og varmen produceret under sammenstødet og udslyngningen i rummet ville have kogt de lettere elementer af, mens resten af ​​materialet fra Jorden og Theia ville have blandet sig.

Computermodeller har gengivet de begivenheder, der førte til dannelsen af ​​månen. De modeller, der bedst passer til alle observationerne, tyder på, at månen skal være sammensat af cirka 80 % af materialet, der stammer fra Theia. Så hvorfor ligner månen i stedet mistænkeligt Jorden?

En forklaring er, at Theia og den tidlige Jord må have haft en identisk sammensætning til at starte med. Det virker usandsynligt, fordi ethvert dokumenteret planetlegeme i vores solsystem har deres egen unikke sammensætning, med små forskelle, der afspejler afstanden fra solen, hvor et legeme blev dannet.

En anden forklaring er, at sammenblandingen af ​​de to kroppe var meget mere grundig end forventet, efterlader en mindre tydelig signatur af Theia i månen. Men det er også usandsynligt, da det ville kræve en meget større påvirkning end den, der rent faktisk fandt sted.

Graver dybt

Den nye undersøgelse løser dette dilemma ved at vise, at Jorden og månen ikke er så ens som tidligere antaget. Forskerne så med meget høj præcision på fordelingen af ​​isotoper af grundstoffet ilt i klipper, der blev returneret fra månen af ​​Apollo-astronauterne. I kemi, ethvert grundstofs atomkerne består af partikler kendt som protoner og neutroner; isotoper af et grundstof har det samme antal protoner i kernen som den almindelige version, men forskelligt antal neutroner. I dette tilfælde, iltens isotop, O-18, som har otte protoner og ti neutroner, er lidt tungere end den meget mere almindelige end O-16, med sine otte protoner og otte neutroner.

Undersøgelsen viser, at der er en lille forskel mellem Jorden og månen i deres iltisotopsammensætning - deres profiler er trods alt ikke identiske. Hvad er mere, forskellen øges, når man ser på sten fra månens kappe, som er et lag under overfladen eller skorpen - der har flere lettere iltisotoper end Jorden. Dette er vigtigt. Skorpen er der, hvor blandet affald ville være endt, hvorimod det dybe indre ville have flere stykker af Theia.

Så Theia og Jorden var ikke identiske, og månen og jorden er heller ikke identiske. Men resultaterne lærer os også lidt mere om Theia selv.

På grund af tyngdekraften, man kan forvente lidt flere af de tungere isotoper tættere på Solen. Sammenlignet med Jorden, Theia må have haft flere af de lettere iltisotoper, hvilket tyder på, at det ville være dannet længere væk fra Solen end Jorden.

Med resultaterne fra denne undersøgelse har den gigantiske virkningsteori krydset en anden hindring for at forklare dannelsen af ​​vores måne, og vi har lært lidt mere om selve Theia på vejen.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.