Przez dziesięciolecia naukowcy wierzyli, że Księżyc, jedyny naturalny satelita Ziemi, miał cztery i pół miliarda lat. Zgodnie z tą teorią Księżyc powstał z ognistego kataklizmu wywołanego zderzeniem Ziemi z obiektem wielkości Marsa (o nazwie Theia) około 100 milionów lat po powstaniu pierwotnej Ziemi.
Ale według nowego badania przeprowadzonego przez naukowców z UCLA (którzy ponownie zbadali niektóre skały księżycowe Apollo), te szacunki mogły być niepoprawne o około 40 do 140 milionów lat. Odkrycia te nie są po prostu dostosowywane do naszych wyobrażeń o odpowiednim wieku Księżyca, ale mają również kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia Układu Słonecznego oraz powstawania i ewolucji jego skalistych planet.
Badanie zatytułowane „Wczesna formacja Księżyca 4,51 miliarda lat temu” zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie Postępy w nauce. Zespół naukowy pod kierownictwem Melanie Barboni - profesor z Wydziału Nauk o Ziemi, Planetarnych i Kosmicznych na UCLA - przeprowadził datowanie ołowiu i uranu na fragmentach skał Księżycowych, które zostały sprowadzone przez astronautów Apollo 14.
Te fragmenty były związkiem znanym jako cyrkon, rodzaj minerału krzemianowego, który zawiera śladowe ilości pierwiastków radioaktywnych (takich jak uran, tor i lutet). Jak wyjaśnił Kevin McKeegan, profesor geochemii i kosmochemii z UCLA oraz współautor badania: „Cyrkonie to najlepsze zegary przyrody. Są najlepszym minerałem w zachowaniu historii geologicznej i ujawnieniu, skąd pochodzą. ”
Badając rozpad promieniotwórczy tych pierwiastków i korygując ekspozycję na promienie kosmiczne, zespół badawczy był w stanie uzyskać bardzo dokładne oceny wieku fragmentów cyrkonu. Za pomocą jednego ze spektrometrów mas UCLA byli w stanie zmierzyć szybkość, z jaką złoża uranu w cyrkonie zamieniały się w ołów, a złoża lutetu w hafn.
W końcu ich dane wskazują, że Księżyc powstał około 4,51 miliarda lat temu, co powoduje jego narodziny w ciągu pierwszych 60 milionów lat Układu Słonecznego. Wcześniej datowanie skał księżycowych było trudne, głównie dlatego, że większość z nich zawierała fragmenty wielu różnych rodzajów skał, a próbki te zostały określone jako skażone efektami wielokrotnych uderzeń.
Jednak Barboni i jej zespół byli w stanie zbadać osiem cyrkonów, które były w dobrym stanie. Co ważniejsze, uważa się, że te złoża krzemianowe powstały wkrótce po zderzeniu Ziemi z Theią, kiedy Księżyc był jeszcze niezsolidowaną masą pokrytą oceanami magmy. Gdy oceany te stopniowo się ochładzały, ciało Księżyca rozróżniało się między skorupą, płaszczem i jądrem.
Ponieważ minerały cyrkonowe powstały podczas początkowego oceanu magmy, datowanie uranu i ołowiu sięga czasów, zanim Księżyc stał się zestaloną masą. Jak ujął to Edward Young, profesor geochemii i kosmochemii z UCLA oraz współautor badania: „Mélanie bardzo sprytnie zorientowała się, że rzeczywisty wiek Księżyca sięga do jego prehistorii, zanim się zestalił, a nie zestalenia. . ”
Odkrycia te nie tylko określiły wiek Księżyca z dużą dokładnością (i po raz pierwszy), ale mają również wpływ na nasze zrozumienie, kiedy i jak powstają skaliste płaszczyzny w Układzie Słonecznym. Dzięki dokładnym datom, w których powstały określone ciała, jesteśmy w stanie zrozumieć kontekst który utworzyli się, co pomaga również określić, jakie mechanizmy były zaangażowane.
Było to tylko pierwsze odkrycie opracowane przez zespół badawczy, który ma nadzieję kontynuować badania fragmentów cyrkonu, aby zobaczyć, czego mogą się dowiedzieć o wczesnej historii Księżyca.
