Den mest omfattende og utbredte teorien om hvordan månen dannet kalles den 'gigantiske påvirkningshypotesen.' Denne hypotesen viser at omtrent 150 millioner år etter at solsystemet ble dannet, kolliderte en omtrent Mars-planeten som heter Theia med Jorden. Selv om tidslinjen er sterkt omdiskutert i det vitenskapelige samfunnet, vet vi at denne kollisjonen smeltet Theia og noe av Jorden, og at smeltet stein kretset rundt Jorden til den smeltet sammen i månen.
Men nå antyder en ny studie, selv om den ikke motsier den gigantiske påvirkningshypotesen, en annen tidslinje, og en eldre måne.
Ny forskning fra forskere ved University of Cologne Institute of Geology and Mineralogy antyder at månen er eldre enn den gigantiske påvirkningshypotesen sier at den er. Forskningen deres er basert på kjemiske analyser av Apollo-måneprøver, og den viser at månen dannet seg bare 50 millioner år etter solsystemet, i stedet for 150 millioner år. Dette eldes månen med 100 millioner år.
Dette er viktig arbeid fordi å forstå månens alder hjelper oss med å forstå jordas alder. Og denne typen studier kan bare gjøres med månebergarter fordi de stort sett er uendret siden dannelsestidspunktet. Jordiske bergarter har vært utsatt for geologiske prosesser i milliarder av år og gir ikke den samme typen uberørt formasjon som månebergarter gjør.
"Månen gir dermed en unik mulighet til å studere planetarisk evolusjon."
Dr. Peter Sprung, medforfatter, University of Cologne
Studien har tittelen “Early Moon formation inferred from hafnium-wolsten systematics,” og er publisert i Nature Geoscience.
Bevisene stammer fra forholdene mellom to sjeldne elementer: halfnium (Hf) og wolfram (W; det pleide å være kjent som wolfram.) Det er fokusert på mengdene av de forskjellige kjemiske elementene som er i bergarter i forskjellige aldre.
"Ved å sammenligne de relative mengdene av forskjellige elementer i bergarter som dannet seg til forskjellige tider, er det mulig å lære hvordan hver prøve er relatert til månens indre og størkningen av magmahavet," sier Dr. Raul Fonseca, fra University of Köln. Sammen med sin kollega og medforfatter av studien Dr. Felipe Leitzke, gjør de laboratorieeksperimenter for å studere de geologiske prosessene som skjedde i Månens indre.
Etter at Theia slo jorden og skapte en virvlende sky av magma, avkjøles den magmaen og dannet månen. Etter kollisjonen ble den nyfødte månen dekket av magma. Da magmaen avkjølte, dannet den forskjellige typer bergarter. Disse bergartene inneholder en oversikt over at avkjølende forskere prøver å komme seg. "Disse bergartene registrerte informasjon om dannelsen av månen, og kan fremdeles finnes i dag på månens overflate," sier Dr. Maxwell Thiemens, tidligere forsker fra University of Cologne og hovedforfatter av studien.
Det er svarte regioner på overflaten av Månen som kalles hopper, som betyr ‘hav’ på latin. De er store formasjoner av basaltisk, stollende bergart. Forskerne bak studien brukte forholdet mellom uran, halfnium og wolfram for å forstå smeltingen som skapte månens hopper. På grunn av presisjonen i målingene deres, identifiserte de forskjellige trender blant de forskjellige suitene av bergarter.
Halfnium og wolfram gir forskerne en naturlig klokke som er inneholdt i selve berget, fordi over tid har hafnium-182-isotopen falt ned til wolfram 182. Men det forfallet fortsatte ikke for alltid; det varte bare de første 70 millioner årene av solsystemets liv. Teamet sammenlignet Apollo-prøvene med laboratorieeksperimentene sine og fant at månen allerede begynte å størkne allerede 50 millioner år etter at solsystemet ble dannet.
"Denne aldersinformasjonen betyr at det måtte oppstå en gigantisk innvirkning før den tid, noe som svarer på et heftig omdiskutert spørsmål blant det vitenskapelige samfunnet om når månen dannet seg," legger professor Carsten Münker til fra UoCs institutt for geologi og mineralologi, seniorforfatter av studien.
Dr. Peter Sprung, medforfatter av studien, legger til: “Slike observasjoner er ikke mulig på jorden lenger, siden planeten vår har vært geologisk aktiv over tid. Månen gir dermed en unik mulighet til å studere planetarisk evolusjon. ”
Det er utrolig at steinene samlet inn under Apollo 11 for femti år siden fremdeles gir bevis som dette. Teamets ekstreme presise målinger er basert på induktiv koblet plasmamasspektrometri, noe som ikke var mulig på Apollos tid. Astronautene som samlet prøvene kunne ikke ha visst dette, men disse bergartene lærer oss fortsatt ikke bare om månen, men om jordas alder.
Mer:
- Pressemelding: Studie viser at månen er eldre enn tidligere antatt
- Forskningsartikkel: Tidlig måne dannelse utledes fra hafnium – wolfram systematics
- Wikipedia: Lunar Mare
- NASA: Månen i dybden
