Nowa koncepcja dotycząca powstania Księżyca
Naukowcy z University of California w Los Angeles twierdzą, że Księżyc powstał w wyniku czołowej kolizji wczesnej Ziemi z „planetarnym zarodkiem” o nazwie Theia. Wydarzenie to miało miejsce 100 milionów lat po uformowaniu się naszej planety, czyli 4,5 miliarda lat temu.
O tym, że prawie 4,5 miliarda lat temu doszło do międzyplanetarnej kolizji wiedziano już wcześniej, ale myśl, że Ziemia zderzyła się z Theią (wymawiane THAY-eh) pod kątem 45 stopni lub więcej to nowa hipoteza stawiana przez naukowców z University of California w Los Angeles (UCLA). Nowe dowody potwierdzające czołowe zderzenie opublikowano 29 stycznia 2016 roku w czasopiśmie „Science”.
Naukowcy przeanalizowali siedem skał przywiezionych na Ziemię z Księżyca przez statki kosmiczne Apollo 12, 15 i 17, a także sześć skał wulkanicznych pochodzących z płaszcza Ziemi – pięć z Hawajów i jeden z Arizony.
Kluczem do rekonstrukcji ogromnego impaktu był swego rodzaju chemiczny „podpis” zapisany w atomach tlenu zawartych w tych skałach (tlen stanowi 90 procent objętości skał i 50 procent ich masy). Ponad 99,9 procent tlenu Ziemi to izotop 16O, nazwany tak, gdyż każdy atom zawiera osiem protonów i osiem neutronów. Ale są też nieznacznie cięższe izotopy tlenu: 17O, które mają jeden dodatkowy neutron i 18O, które mają dwa dodatkowe neutrony. Każde ciało niebieskie w naszym Układzie Słonecznym – Ziemia, Mars i inne planety, planetoidy oraz księżyce – ma unikalny stosunek 17O do 16O. To pewnego rodzaju planetarne „linie papilarne”. W 2014 roku zespół niemieckich naukowców opublikował w czasopiśmie „Science” raport, według którego Księżyc ma również swój własny, niepowtarzalny stosunek izotopów tlenu, różny od Ziemi. Nowe badania dowodzą, że jest inaczej.
– Nie widzę żadnej różnicy między ziemskimi a księżycowymi izotopami tlenu, są one nie do odróżnienia – powiedział Edward Young, główny autor nowego raportu, profesor geochemii i kosmochemii z UCLA. Zespół badawczy profesora Younga prowadził niezwykle precyzyjne i staranne pomiary. Zweryfikował je w nowym spektrometrze masowym należącym do kalifornijskiej uczelni.
Fakt, że tlen w skałach na Ziemi i Księżycu ma ten sam chemiczny „podpis” jest bardzo wymowny, uważa naukowiec. Gdyby doszło do bocznego zderzenia Ziemi i Thei, większość Księżyca stanowiłaby głównie Theia, a wówczas Ziemia i Księżyc powinny mieć różne zawartości izotopów tlenu. Kolizja czołowa jednak najprawdopodobniej doprowadziła do powstania podobnego składu chemicznego Ziemi i Księżyca.
Theia dokładnie wmieszała się zarówno w Ziemię, jak i Księżyc, i równomiernie rozproszyła między nimi. To wyjaśnia, dlaczego nie widzimy innego stosunku izotopów tlenu Thei na Księżycu w stosunku do Ziemi.
Theia nie przeżyła zderzenia, ale gdyby do niego nie doszło, z czasem by urosła i prawdopodobnie stałaby się planetą w przybliżeniu rozmiaru Ziemi lub, co bardziej prawdopodobne, przypominałaby wielkością Marsa.
Inną interesującą kwestią jest to, czy kolizja z Theią usunęła wodę, którą młoda Ziemia mogła zawierać. Po zderzeniu – być może dziesiątki milionów lat później – małe planetoidy prawdopodobnie uderzały w Ziemię, w tym takie, które mogły być bogate w wodę. Zderzenia rosnących ciał występowały wtedy bardzo często, choć Mars uniknął dużych kolizji.
Opracowano na podstawie:
Moon was produced by a head-on collision between Earth and a forming planet
