Jest problem z księżycem: nikt tak naprawdę nie wie, jak się uformował, a najpopularniejsza teoria - znana jako hipoteza gigantycznego uderzenia - nie pasuje do współczesnych obserwacji składu chemicznego Księżyca.
W nowym badaniu opublikowanym 29 kwietnia w czasopiśmie Nature Geoscience zespół naukowców z Japonii i Stanów Zjednoczonych próbuje rozwiązać ten paradoks księżycowy, dodając do mieszanki ocean magmy.
Nowe badanie rozpoczyna się od standardowej wersji gigantycznej hipotezy uderzenia, która wygląda mniej więcej tak: Dawno, dawno temu, około 4,5 miliarda lat temu, kiedy Układ Słoneczny był jeszcze pełen planet małych, renegat skał mniej więcej wielkości Marsa źle skręcił w pobliżu Wenus i uderzył czołowo w wciąż formującą się Ziemię. Te strzaskane resztki tej obcej planetoidy wraz z kawałkami rozbitej materii, która odłamała się od Ziemi, zrosły się na orbicie wokół naszej planety i ostatecznie stały się okrągłym, zaznaczonym dziobem księżycem, który znamy i kochamy, głosi teoria.
Symulacje komputerowe tego starożytnego zderzenia sugerują, że gdyby tak rzeczywiście był księżyc, większość materiału, z którego składa się księżyc, musiałaby pochodzić z planetoidy, która uderzyła w Ziemię. Ale ostatnie badania skał księżycowych opowiadają inną historię. Coraz więcej naukowców odkrywa, że skład chemiczny Ziemi i Księżyca jest prawie identyczny. Jak zatem księżyc może być zbudowany w przeważającej części z Ziemi, a nie z Ziemi jednocześnie? Coś musi dać.
Autorzy nowego badania próbują rozwiązać ten paradoks, ustalając czas wielkiego uderzenia na około 50 milionów lat po uformowaniu Słońca (w kierunku wcześniejszego końca zwykle szacowanego okna), kiedy młoda Ziemia mogła zostać pokryta przez morze magmy o głębokości do 930 mil (1500 kilometrów). W serii symulacji komputerowych badacze rozbili skalistą protoplanetę na tę przesiąkniętą magmą Ziemię, a następnie obserwowali, jak stopione morze rozpryskuje się w przestrzeń w gigantycznym „ramieniu” magmy.
Uderzona magma osiągnęła znacznie wyższe temperatury niż skalisty materiał planetoidy, powodując, że rozprysk magmy zwiększa swoją objętość, gdy skacze w przestrzeń kosmiczną. Na początku, jak napisali naukowcy, rozprysk magmy podążył za połamanymi fragmentami proto-planety wokół orbity Ziemi, ale szybko ich wyprzedził. Podczas gdy większość impaktora protoplanetowego ostatecznie spadła z powrotem na gorący ocean Ziemi, ogromna chmura stopionego materiału pozostała na orbicie i ostatecznie zlała się w księżyc. Te symulacje zaowocowały księżycem o znacznie wyższym odsetku materiału pochodzącego z Ziemi niż poprzednie badania.
„W naszym modelu około 80% księżyca zbudowane jest z materiałów proto-ziemskich” - powiedział w oświadczeniu współautor badania Shun-ichiro Karato, geofizyk z Uniwersytetu Yale. „W większości poprzednich modeli około 80% księżyca składa się z impaktora. To duża różnica”.
Według autorów badania hipoteza magma-ocean pokazuje, że skład chemiczny Księżyca podobny do Ziemi może być zgodny z teorią gigantycznego uderzenia. Nadal nie jest to kompletna odpowiedź na to, jak powstał Księżyc, ale jednoczy dominującą teorię z rzeczywistymi obserwacjami nieco dokładniej.
