Najbardziej wszechstronna i szeroko rozpowszechniona teoria powstawania Księżyca nazywa się „hipotezą gigantycznego uderzenia”. Hipoteza ta pokazuje, że około 150 milionów lat po powstaniu Układu Słonecznego planeta o wielkości Marsa o nazwie Theia zderzyła się z Ziemią. Chociaż w środowisku naukowym dyskutuje się o osi czasu, wiemy, że to zderzenie stopiło Theię i część Ziemi, a stopiona skała krążyła wokół Ziemi, aż połączyła się w Księżyc.
Ale teraz nowe badanie, choć nie zaprzecza hipotezie gigantycznego uderzenia, sugeruje inną linię czasu i starszy Księżyc.
Nowe badania naukowców z Instytutu Geologii i Mineralogii Uniwersytetu w Kolonii sugerują, że Księżyc jest starszy niż głosi hipoteza o gigantycznym uderzeniu. Ich badania opierają się na analizach chemicznych próbek księżycowych Apollo i pokazują, że Księżyc powstał zaledwie 50 milionów lat po Układzie Słonecznym, a nie 150 milionów lat. To starzeje Księżyc o 100 milionów lat.
Jest to ważna praca, ponieważ zrozumienie wieku Księżyca pomaga nam zrozumieć wiek Ziemi. Tego rodzaju badania można wykonać tylko przy użyciu skał księżycowych, ponieważ są one w dużej mierze niezmienione od czasu powstania. Skały ziemskie poddawane są procesom geologicznym od miliardów lat i nie zapewniają tego samego rodzaju nieskazitelnego zapisu formacji, jakie mają skały księżycowe.
„Księżyc stanowi zatem wyjątkową okazję do zbadania ewolucji planet”.
Dr Peter Sprung, współautor, Uniwersytet w Kolonii
Badanie nosi tytuł „Formacja wczesnego księżyca wywodząca się z systematyki hafnu i wolframu” i została opublikowana w Nature Geoscience.
Dowody pochodzą z relacji między dwoma rzadkimi pierwiastkami: półnusem (Hf) i wolframem (W; kiedyś był znany jako wolfram). Koncentruje się na ilościach różnych pierwiastków chemicznych w skałach w różnym wieku.
„Porównując względne ilości różnych pierwiastków w skałach, które powstały w różnym czasie, można dowiedzieć się, w jaki sposób każda próbka jest powiązana z księżycowym wnętrzem i zestaleniem oceanu magmy” - powiedział dr Raul Fonseca z University of Kolonia. Wraz ze swoim kolegą i współautorem badania dr Felipe Leitzke przeprowadzają eksperymenty laboratoryjne w celu zbadania procesów geologicznych zachodzących we wnętrzu Księżyca.
Po tym, jak Theia uderzyła w Ziemię i stworzyła wirującą chmurę magmy, ta magma ochłodziła się i uformowała Księżyc. Po zderzeniu nowo narodzony Księżyc został pokryty magmą. Gdy magma ostygła, tworzyła różnego rodzaju skały. Te skały zawierają zapis, że ochładzający naukowcy próbują się odrodzić. „Te skały zarejestrowały informacje o formowaniu się Księżyca i nadal można je dziś znaleźć na powierzchni Księżyca” - mówi dr Maxwell Thiemens, były badacz z Uniwersytetu w Kolonii i główny autor badania.
Na powierzchni Księżyca znajdują się czarne regiony zwane klaczami, co po łacinie oznacza „morza”. Są to duże formacje bazaltowej, magmowej skały. Naukowcy biorący udział w badaniu wykorzystali związek między uranem, półnaturą i wolframem, aby zrozumieć topnienie, które stworzyło klacze Księżyca. Ze względu na precyzję pomiarów zidentyfikowali wyraźne trendy wśród różnych zestawów skał.
Halfnium i wolfram dostarczają naukowcom naturalny zegar zawarty w samej skale, ponieważ z czasem izotop hafnu-182 rozpada się na wolfram 182. Ale rozpad ten nie trwał wiecznie; trwał tylko przez pierwsze 70 milionów lat życia Układu Słonecznego. Zespół porównał próbki Apollo z eksperymentami laboratoryjnymi i stwierdził, że Księżyc zaczął się zestalać już 50 milionów lat po utworzeniu Układu Słonecznego.
„Ta informacja o wieku oznacza, że do tego czasu musiał nastąpić jakikolwiek gigantyczny wpływ, który odpowiada na zaciekle dyskutowane pytanie społeczności naukowej dotyczące powstania Księżyca” - dodaje profesor dr Carsten Münker z Instytutu Geologii i Mineralogii UoC, starszy autor badania.
Dr Peter Sprung, współautor badań, dodaje: „Takie obserwacje nie są już możliwe na Ziemi, ponieważ nasza planeta była z czasem aktywna geologicznie. W ten sposób Księżyc stanowi wyjątkową okazję do badania ewolucji planet ”.
To niesamowite, że skały zebrane podczas Apollo 11 pięćdziesiąt lat temu wciąż dostarczają takich dowodów. Niezwykle precyzyjne pomiary zespołu oparte są na spektrometrii mas ze sprzężeniem indukcyjnym plazmy, co nie było możliwe w czasach Apollo. Astronauci, którzy pobrali próbki, nie mogli tego wiedzieć, ale te skały wciąż uczą nas nie tylko o Księżycu, ale także o wieku samej Ziemi.
Więcej:
- Informacja prasowa: Badanie pokazuje, że Księżyc jest starszy niż wcześniej sądzono
- Artykuł badawczy: Formacja wczesnego księżyca wywnioskowana z systematyki hafnu i wolframu
- Wikipedia: Lunar Mare
- NASA: Księżyc w głębi
