Enligt Giant Impact Hypotesen skapades Earth-Moon-systemet för ungefär 4,5 miljarder år sedan när ett objekt av stor storlek kolliderade med Jorden. Denna påverkan ledde till frisläppandet av enorma mängder material som så småningom sammanfogades för att bilda jorden och månen. Med tiden migrerade månen gradvis bort från jorden och antog sin nuvarande bana.
Sedan dess har det skett regelbundna utbyten mellan jorden och månen på grund av påverkan på deras ytor. Enligt en ny studie kan en påverkan som ägde rum under Hadean Eon (för ungefär 4 miljarder år sedan) ha varit ansvarig för att skicka jordens äldsta stenprov till månen, där den hämtades av Apollo 14 astronauter.
Studien, som nyligen dök upp i tidskriften Jord- och planetariska vetenskapsbrev, leddes av Jeremy Bellucci från Naturhistoriska museet och inkluderade medlemmar från Lunar and Planetary Institute (LPI), flera universitet och Center for Lunar Science and Exploration (CLSE), som är en del av NASA: s undersökning om solsystem Virtuellt institut.
Denna upptäckt möjliggjordes tack vare en ny teknik utvecklad av studieteamet för att lokalisera stötdragfragment i månregolit. Utvecklingen av denna teknik fick Dr David A. Kring - den grundläggande utredaren vid CLSE och en forskare vid universitetets rymdforskningsförening (USRA) vid LPI - att utmana dem att hitta en jordbit på månen.
Den resulterande undersökningen fick dem att hitta ett 2 g (0,07 oz) stenfragment bestående av kvarts, fältspat och zirkon. Stenar av denna typ finns ofta på jorden, men är mycket ovanliga på månen. Dessutom avslöjade en kemisk analys att berget kristalliserade i ett oxiderat system och vid temperaturer som överensstämde med Jorden under Hadean; snarare än månen, som upplevde högre temperaturer då.
Som Dr. Kring antydde i ett pressmeddelande från LPI:
"Det är ett ovanligt fynd som hjälper till att måla en bättre bild av den tidiga jorden och bombardemanget som modifierade vår planet under livets gryning."
Baserat på deras analys drog laget slutsatsen att berget bildades i Hadean Eon och sjösattes från Jorden när en stor asteroid eller komet påverkade ytan. Denna påverkan skulle ha sprutat material ut i rymden där det kolliderade med månens yta, som var tre gånger närmare jorden vid den tiden. Så småningom, detta steniga material blandat med månregolit för att bilda ett enda prov.
Teamet kan också lära sig en hel del om provrockens historia från deras analys. För det ena drog de slutsatsen att berget kristalliserade på ett djup av cirka 20 km (12,4 mi) under jordens yta mellan 4,0. och 4,1 miljarder år sedan, och utgrävdes sedan av en eller flera stora slaghändelser som skickade den in i cis-lunar rymden.
Detta överensstämmer med tidigare forskning från teamet som visade hur effekterna under denna period - dvs. Late Heavy Bombardment (som ägde rum för ungefär 4,1 till 3,8 miljarder år sedan) - producerade kratrar tusentals km i diameter, mer än tillräckligt för att mata ut material från ett djup på 20 km (12,4 mi) i rymden.
De bestämde vidare att flera andra slaghändelser påverkade den när den nådde månens yta. En av dem fick provet att smälta delvis för 3,9 miljarder år sedan och kunde ha begravt det under ytan. Efter den perioden utsattes månen för effekter som var mindre och mindre frekventa och gav den den pockmarkerade ytan den har idag.
Den slutliga effekthändelsen som påverkade detta prov inträffade för cirka 26 miljoner år sedan, under Paleogene-perioden på jorden. Denna påverkan producerade kottkratern med en diameter på 340 m (1082 ft) och grävde provbotten tillbaka till månens yta. Denna krater var landningsplatsen för Apollo 14 uppdrag 1971, där uppdragsastronauterna erhöll bergprover för att föra tillbaka till jorden för studie (som inkluderade jordartsstenen).
Forskningsteamet erkänner att det är möjligt att provet kunde ha kristalliserats på månen. Det skulle emellertid kräva förhållanden som ännu inte har observerats i några månprov som hittills erhållits. Exempelvis skulle provet behöva kristallisera mycket djupt inne i månmanteln. Dessutom tros månens sammansättning på dessa djup vara helt annorlunda än vad som har observerats i provberget.
Som en följd av detta är den enklaste förklaringen att detta är en marksten som likviderade på månen, ett fynd som troligen kommer att generera viss kontrovers. Detta är oundvikligt eftersom detta är det första Hadean-provet i sitt slag som hittas, och platsen för dess upptäckt kommer sannolikt att öka otrolighetsfaktorn.
Kring räknar dock med att fler prover kommer att hittas, eftersom Hadean-klipporna troligen har peppat månens yta under Late Heavy Bombardment. Kanske när besättningsuppdragen börjar resa till månen under det kommande decenniet, kommer de att få chansen att få fler av de äldsta proverna av jordartsstenar.
Forskningen möjliggjordes tack vare stöd från NASA: s Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI) som en del av ett joint venture mellan LPI och NASA: s Johnson Space Center.
