Enligt den mest accepterade teorin bildade månen för ungefär 4,5 miljarder år sedan när ett föremål av stor storlek med namnet Theia kolliderade med jorden (alias Hiantypotetshypotesen). Denna påverkan kastade upp stora mängder skräp som gradvis sammanfogades för att bilda jordens enda naturliga satellit. Ett av de mest övertygande bevisen för denna teori är det faktum att jorden och månen är anmärkningsvärt lika vad gäller sammansättning.
Tidigare studier som involverade datasimuleringar har emellertid visat att om månen skapades av en gigantisk påverkan, borde den ha kvar mer material från själva anslaget. Men enligt en ny studie utförd av ett team från University of New Mexico är det möjligt att jorden och månen inte är lika lik som tidigare trott.
Studien som beskriver deras resultat, med titeln "Distinct oxygen isotop-kompositioner av jorden och månen", dykte nyligen upp i tidskriften Naturgeovetenskap. Studien genomfördes av Erick J. Cano och Zachary D. Sharp från UNM: s avdelning för jord- och planetiska vetenskaper och Charles K. Shearer från UNM: s Institute of Meteoritics.
Teorin om att jorden och månen en gång var en enda kropp har funnits sedan 1800-talet. Men det var inte förrän stenprov togs tillbaka av Apollo-astronauterna som forskarna hade definitiva bevis på att Jorden och månen bildades tillsammans. Dessa prover visade att månen, liksom Jorden, bestod av silikatmineraler och metaller som skilde sig mellan en metallkärna och en silikatmantel och skorpa.
Även om månen har mindre järn och mindre i vägen för lättare element, förklarar Giant Impact Hypotesen detta ganska bra. Järn, ett särskilt tungt element, skulle ha behållits av jorden medan värmens och explosiva kraften i stöten fick de lättare elementen att koka av och kastas ut i rymden. Resten av materialet från Jorden och Theia skulle sedan kylas och sedan blandas för att bilda jorden och månen som vi känner dem idag.
Denna teori förklarar också hastigheten och naturen med vilken månen kretsar runt jorden; i synnerhet hur det är tidigt låst med vår planet. Tidigare studier som involverade datasimuleringar har emellertid visat att i detta scenario bör ungefär 80% av månen bestå av material som härstammar från Theia.
Detta är en allvarlig kvandär för astronomer och geologer, och olika teorier har utvecklats för att förklara detta. I ett scenario var Theia liknande sammansättning som Jorden, vilket skulle förklara varför Jorden och månen verkar så lika. I en annan var materialblandningen mycket grundlig, så att både jorden och månen behåller element i Theia.
Tyvärr är dessa förklaringar antingen oförenliga med vad vi vet om solsystemet eller presenterar teoretiska problem på egen hand. För att belysa detta ansåg Cano och hans kollegor en viktig inkonsekvens med Giant Impact Hypotesen. I grund och botten, när forskare undersökt Apollo-månens bergprov, konstaterade de att värdenna på syreisotopen var praktiskt taget identiska med de som finns i stenar här på jorden.
Om Giant Impact Hypotesen är korrekt, hade föregångarna till Jorden och Månen antingen identiska värden till att börja med, eller så skedde omfattande homogenisering efter slaghändelsen. För att hantera detta genomförde Cano och hans kollegor en syre-isotopanalys med hög precision av en rad olika månbergar. Vad de fann var att månbergar visade högre koncentrationer av lättare syreisotoper än jorden.
Dessutom ökar skillnaderna ju djupare man söker från skorpan in i manteln. De tillskriver detta till det faktum att skorpan är där skräp från Jorden och Theia skulle ha blandats, medan det inre är där material från Theia skulle vara mer koncentrerade. Som de sammanfattar i sin studie:
”Syreisotopvärden för månprover korrelerar med litologi, och vi föreslår att skillnaderna kan förklaras genom att blanda mellan isotopiskt lätt ånga, genererad av påverkan, och den yttersta delen av det tidiga månmagashavet. Våra data tyder på att prover härrörande från den djupa månmanteln, som är isotopiskt tunga jämfört med jorden, har isotopkompositioner som är mest representativa för proto-lunar-impactor 'Theia'. ”
Sammanfattningsvis visar teamets forskningsresultat att Jorden och Theia inte var likartade i sammansättningen, vilket ger det första definitiva beviset på att Theia troligen bildades längre från solen än jorden gjorde. På samma sätt visar deras arbete att de distinkta syreisotopkompositionerna av Theia och Jorden inte fullständigt homogeniserades av den månbildande påverkan.
Denna studie påminner om forskning som nyligen genomfördes av ett team från Yale och Tokyo Institute of Technology. Enligt deras arbete var jorden fortfarande en het kula av magma när den månbildande påverkan ägde rum. Det är detta som skulle ha gjort det möjligt för material från Theia att gå förlorade till rymden medan material från Jorden snabbt sammanfogades för att bilda månen.
Huruvida material från Theia förlorades till rymden eller behölls som en del av Månens inre är en fråga som forskare kommer att kunna undersöka mer fullständigt tack vare de många prov-återvändande uppdrag som kommer att hända under de kommande åren. Dessa inkluderar NASA sänder astronauter tillbaka till månens yta (Projekt Artemis) och flera rovers som skickats av Kina (Ändra 5 och Ändra 6 beskickningar).
Dessa och andra mysterier om jordens enda satellit har en god chans att besvaras snart!
