Mukaan Jättimäisen vaikutuksen hypoteesi Kuu syntyi, kun Marsin kokoinen esine (nimeltään Theia) törmäsi Maahan miljardia vuotta sitten, aikana, jolloin Maa oli vielä magmapallo. Tämä tapahtuma ei johtanut pelkästään tänään tunnistamaanmme Maa-Kuu-järjestelmään, vaan sen uskotaan myös johtaneen Maan ydinalueen erilaistumiseen sulaksi ulkoytimeksi ja kiinteäksi sisäiseksi ytimeksi.
On kuitenkin käyty jatkuvaa keskustelua tämän vaikutuksen ajoituksesta ja siitä, kuinka kauan Kuun myöhempi muodostuminen tapahtui. Saksalaisten tutkijoiden tekemän uuden tutkimuksen mukaan Kuu muodostui magmamerestä, jonka jähmettyminen kesti jopa 200 miljoonaa vuotta. Tämä tarkoittaa, että Kuu valmistui noin 4,425 miljardia vuotta sitten eli 100 miljoonaa vuotta myöhemmin kuin aiemmin luultiin.
Tutkimus, joka ilmestyi äskettäin lehdessäTiede edistyy(nimellä ' Pitkäikäinen magmameri nuorella kuulla ), suorittivat planeettojen geofyysikot Saksan ilmailukeskus (DLR) yhdessä tutkijoiden kanssa Berliinin teknillinen yliopisto ja Planetologian instituutti Münsterin yliopistossa.
Kun maapallo oli vielä muodostumisprosessissa noin neljä ja puoli miljardia vuotta sitten, aurinkokunta oli melko kaoottinen paikka. Tuolloin myös protoplaneetalevystä muodostuneet planetesimaalit heittelivät ympäriinsä ja törmäsivät toisinaan planeetan kanssa. Maan tapauksessa tämä lisäsi sen massaa ja aiheutti sen ydinalueen tihentymisen ja kuumenemisen.
Ajan myötä raskaammat elementit upposivat Maan keskustaan, mikä johti sen rauta-nikkeliytimen muodostumiseen. Samaan aikaan yhä suuremmat osat Maan vaipasta sulaivat muodostaen magmameren. Kun Theia törmäsi Maahan, tästä valtamerestä tuli useita tuhansia kilometrejä syvä ja suuri osa siitä karkotettiin avaruuteen. Tämän jälkeen Maa joko absorboi tämän materiaalin uudelleen tai se sulautui kiertoradalle sen ympärille muodostaen Kuun.
Vaikka useimmat tämän päivän tiedemiehet uskovat, että tämä on tarkka skenaario Kuun muodostumiselle, prosessin yksityiskohdista ja ajoituksesta on ollut erimielisyyttä. Kuten Maxime Maurice, DLR:n tutkija ja tutkimuksen johtava kirjoittaja, sanoi :
'Uusimman mallinnuksemme tulokset viittaavat siihen, että protoplaneetta osui nuoreen Maahan noin 140 miljoonaa vuotta aurinkokunnan syntymän jälkeen 4,567 miljardia vuotta sitten. Laskelmiemme mukaan tämä tapahtui 4,425 miljardia vuotta sitten – 25 miljoonan vuoden epävarmuudella – ja Kuu syntyi.
Taiteilijan näkemys massiivisesta esineestä törmäämisestä Maahan, mikä johti Kuun muodostumiseen. Luotto: Rice University
Yksi syistä, miksi Grand Impact -hypoteesista on ollut erimielisyyttä, liittyy siihen asiaan, joka inspiroi sitä alun perin: kuun kivet. Periaatteessa kaikista Kuun kivistä, jotka kuusi tuodaan takaisin MaahanApollotehtävät ja kolme NeuvostoliittoaKuulaskeutujia, yksikään ei anna suoraa tietoa Kuun iästä. Tämän seurauksena tutkijat ovat joutuneet luottamaan epäsuoriin menetelmiin kuun ikää koskevien arvioiden laatimisessa.
Lisäksi materiaalin kertymisestä saatu energia johti myös Magmameren muodostumiseen Kuuhun, joka peitti koko pinnan ja oli tuolloin yli 1000 km (620 mailia) syvä. Myös maapallon tavoin tämä magmameri alkoi nopeasti jäähtyä ja kiteytyä muodostaen kuoren, joka eristi alla olevaa magmaa ja hidasti jäähtymisprosessia.
Toistaiseksi tiedemiehet eivät ole kyenneet määrittämään, kuinka kauan magmameren kiteytyminen kesti, mikä teki kuun alun perin muodostumisen määrittämisen vaikeaksi. Maurice ja hänen kollegansa käyttivät arvioidensa saavuttamiseksi uutta tietokonemallia, jossa tarkasteltiin kattavasti magman jähmettymiseen liittyviä prosesseja – samalla tavalla kuin Maurice (tosin yksityiskohtaisemmin) tohtorissaan. opinnäytetyö.
Tämä koostui laskemisesta, kuinka Kuunkuoren magnesiumia ja rautaa sisältävien silikaattimineraalien (joita muodostui magman jähmettymisen aikana) koostumus muuttui ajan myötä. He löysivät todisteita siitä, että jähmettymisen edetessä jäljellä olevan magmameren koostumuksessa tapahtui raju muutos.
Magmameri ja ensimmäinen kivinen kuori Kuussa. Kiitos: NASA/GSFC
Tämän löydön ansiosta ryhmä pystyi yhdistämään erityyppisten kivien muodostumisen Kuussa tiettyyn vaiheeseen jähmettymisprosessissa. Lopulta tämä sai heidät päättelemään, että Kuun magmavaltamerellä kesti lähes 200 miljoonaa vuotta, ennen kuin se jähmettyi täysin muodostaakseen Kuun kuoren. Tämä on ristiriidassa sen kanssa, mitä tiedemiehet ajattelivat aiemmin, eli että jähmettyminen kesti vain 35 miljoonaa vuotta.
Kuten Sabrina Schwinger, DLR:n tutkija ja tutkimuksen toinen kirjoittaja, tiivistettynä :
'Vertaamalla Kuun kivien mitattua koostumusta mallimme mukaan ennustettuun magmameren koostumukseen, pystyimme jäljittämään valtameren evoluution takaisin alkupisteeseensä, jolloin Kuu muodostui.'
Viimeisenä, mutta ei vähäisimpänä, tämän tutkimuksen tulokset ovat yhdenmukaisia uraani-lyijymenetelmällä saatujen aikaisempien ikäarvioiden kanssa. Uraanin lyijyksi hajoamisnopeuden perusteella tutkijat havaitsivat, että maapallon metallisen ytimen muodostuminen päättyi suunnilleen samaan aikaan. Siksi tämä tutkimus on ensimmäinen, joka yhdistää suoraan Kuun iän tapahtumaan, joka tapahtui aivan Maan muodostumisen lopussa.
Kuten aina, sen määrittäminen, kuinka yksi aurinkokunnan kappale muodostui, voi valaista sitä, kuinka muutkin tekivät. Ja mitä tulee Maa-Kuu-järjestelmään, yhden alkuperä on erottamattomasti sidottu toiseen.
Lisälukemista: DLR , Tiede edistyy