Den mest omfattande och vittgående teorin om hur månen bildades kallas den "jättepåverkande hypotesen." Även om tidslinjen diskuteras varmt i det vetenskapliga samhället, vet vi att denna kollision smälte Theia och en del av jorden, och att smält sten kretsade runt jorden tills den smälte samman i månen.
Men nu föreslår en ny studie, även om den inte motsäger den gigantiska konsekvenshypotesen, en annan tidslinje och en äldre måne.
Ny forskning från forskare vid University of Cologne Institute of Geology and Mineralogy antyder att månen är äldre än den jättepåverkande hypotesen säger att den är. Deras forskning är baserad på kemiska analyser av Apollo-månprov och den visar att månen bildades endast 50 miljoner år efter solsystemet, snarare än 150 miljoner år. Detta åldras månen med 100 miljoner år.
Detta är viktigt arbete eftersom förståelse av månens ålder hjälper oss att förstå jordens ålder. Och den här typen av studier kan endast göras med månbergar eftersom de i stort sett är oförändrade sedan bildandet. Jordnära bergarter har utsatts för geologiska processer i miljarder år och ger inte samma typ av orörd bildning som månbergar gör.
"Månen ger därmed en unik möjlighet att studera planetär utveckling."
Dr. Peter Sprung, medförfattare, University of Cologne
Studien har titeln "Tidigt månformning utifrån hafnium-volfram systematik" och publiceras i Nature Geoscience.
Beviset härrör från förhållandena mellan två sällsynta element: halfnium (Hf) och volfram (W; det brukade kallas wolfram.) Det är fokuserat på mängderna av de olika kemiska elementen som finns i stenar i olika åldrar.
"Genom att jämföra de relativa mängderna av olika element i bergarter som bildades vid olika tidpunkter, är det möjligt att lära sig hur varje prov är relaterat till månens inre och stelningen av magmahavet," sade Dr. Raul Fonseca, från University of Köln. Tillsammans med sin kollega och medförfattare till studien Dr. Felipe Leitzke gör de laboratorieexperiment för att studera de geologiska processerna som inträffade i Månens inre.
Efter att Theia slog jorden och skapade ett virvlande moln av magma, kyldes den magma och bildade månen. Efter kollisionen täcktes den nyfödda månen med magma. När magma kyldes, bildade den olika typer av stenar. Dessa stenar innehåller en förteckning över att kylande forskare försöker återhämta sig. "Dessa stenar registrerade information om bildandet av månen och kan fortfarande hittas idag på månens yta," säger Dr. Maxwell Thiemens, före detta universitetet i Köln forskare och huvudförfattare till studien.
Det finns svarta regioner på månens yta som kallas ston, vilket betyder "hav" på latin. Det är stora formationer av basalt, stollande berg. Forskarna bakom studien använde förhållandet mellan uran, halvnium och volfram för att förstå smältningen som skapade månens ston. På grund av precisionen i deras mätningar identifierade de distinkta trender bland de olika sviterna av stenar.
Halfnium och volfram förser forskare med en naturlig klocka som finns i berget självt, för över tid sjönkar hafnium-182-isotopen till volfram 182. Men det förfallet fortsatte inte för evigt; det varade bara de första 70 miljoner åren av solsystemets liv. Teamet jämförde Apollo-proverna med sina laboratorieexperiment och fann att månen redan började stelna så tidigt som 50 miljoner år efter att solsystemet bildades.
"Den här åldersinformationen innebar att all jättepåverkan måste inträffa före den tiden, vilket svarar på en hårt debatterad fråga bland det vetenskapliga samhället om när månen bildades," tillägger professor Dr. Carsten Münker från UoC: s institut för geologi och mineralologi, seniorförfattare av studien.
Dr Peter Sprung, medförfattare till studien, tillägger: ”Sådana observationer är inte möjliga på jorden längre, eftersom vår planet har varit geologiskt aktiv över tid. Månen ger därmed en unik möjlighet att studera planetär utveckling. ”
Det är fantastiskt att stenarna som samlades in under Apollo 11 för femtio år sedan fortfarande ger bevis som detta. Teamets extremt exakta mätningar är baserade på induktiv kopplad plasmamasspektrometri, något som inte var möjligt under Apollos tid. Astronauterna som samlade in proverna kunde inte ha visst detta, men dessa stenar lär oss fortfarande inte bara om månen utan om jorden själv.
Mer:
- Pressmeddelande: Studien visar att månen är äldre än tidigare trott
- Forskningspapper: Tidiga måneutbildningen utgår från hafnium – volfram systematik
- Wikipedia: Lunar Mare
- NASA: Månen i djupet
