I henhold til den mest aksepterte teorien dannet månen for omtrent 4,5 milliarder år siden da en objekt av Mars-størrelse kalt Theia kolliderte med Jorden (også kjent som Giant Impact Hypothesis). Denne påvirkningen kastet opp betydelige mengder rusk som gradvis sammenkalte for å danne Jordens eneste naturlige satellitt. Et av de mest overbevisende bevisene for denne teorien er det faktum at Jorden og Månen er bemerkelsesverdig like med tanke på sammensetningen.
Tidligere studier som involverer datasimuleringer, har imidlertid vist at hvis månen ble skapt av en gigantisk påvirkning, burde den ha beholdt mer materiale fra selve påvirkeren. Men ifølge en ny studie utført av et team fra University of New Mexico, er det mulig at Jorden og Månen ikke er like like som tidligere antatt.
Studien som beskriver funnene deres, med tittelen “Distinct oxygen isotopope compositions of the Earth and Moon”, dukket nylig opp i tidsskriftet Nature Geoscience. Studien ble utført av Erick J. Cano og Zachary D. Sharp ved UNMs avdeling for jord- og planetenes vitenskap, og Charles K. Shearer ved UNMs Institute of Meteoritics.
Teorien om at Jorden og Månen en gang var et eneste legeme har eksistert siden 1800-tallet. Men det var ikke før steinprøver ble brakt tilbake av Apollo-astronautene at forskere hadde definitive bevis for at Jorden og Månen dannet seg sammen. Disse prøvene viste at i likhet med Jorden, var månen sammensatt av silikatmineraler og metaller differensiert mellom en metallkjerne og en silikatmantel og skorpe.
Mens månen har mindre jern og mindre i veien for lettere elementer, forklarer Giant Impact Hypotesen dette ganske godt. Jern, et spesielt tungt element, ville blitt beholdt av jorden mens varmen og eksplosjonskraften til støtet fikk de lettere elementene til å koke av og kastes ut i verdensrommet. Resten av materialet fra Jorden og Theia ville da blitt avkjølt og deretter blandet for å danne Jorden og Månen slik vi kjenner dem i dag.
Denne teorien forklarer også hastigheten og naturen som månen kretser rundt jorden; spesielt hvordan det er tidløst låst med planeten vår. Tidligere studier som involverer datasimuleringer har imidlertid vist at omtrent 80% av månen i dette scenariet skal bestå av materiale som stammer fra Theia.
Dette presenterer en seriøs klage for astronomer og geologer, og forskjellige teorier er blitt avansert for å forklare dette. I ett scenario var Theia lik komposisjon som Jorden, noe som ville forklare hvorfor Jorden og Månen virker så like. I en annen var blandingen av materialer veldig grundig, til det punktet at både Jorden og Månen beholder elementer i Theia.
Dessverre er disse forklaringene uoverensstemmende med det vi vet om solsystemet eller presenterer teoretiske problemer. For å belyse dette vurderte Cano og kollegene en viktig inkonsekvens med Giant Impact Hypotesen. I utgangspunktet, når forskere undersøkte Apollo-månens bergprøver, bemerket de at oksygenisotopverdiene var tilnærmet identiske med de som ble funnet i bergarter her på jorden.
Hvis Giant Impact Hypothesis er riktig, hadde forløperne til Jorden og Månen enten identiske verdier til å begynne med, eller omfattende homogenisering fant sted etter innvirkningshendelsen. For å adressere dette gjennomførte Cano og kollegene en oksygenisotop-analyse med høy presisjon av en rekke forskjellige månebergarter. Det de fant var at måneberg viste høyere konsentrasjoner av lettere oksygenisotoper enn Jorden.
I tillegg øker forskjellene jo dypere man sonderer fra jordskorpen og inn i mantelen. De tilskriver dette det faktum at jordskorpen er der rusk fra Jorden og Theia ville ha blandet seg, mens interiøret er der materialet fra Theia ville være mer konsentrert. Som de oppsummerer i studien:
“Oksygenisotopverdier av måneprøver korrelerer med litologi, og vi foreslår at forskjellene kan forklares ved å blande mellom isotopisk lett damp, generert av støtet, og den ytterste delen av det tidlige månemagasean. Våre data antyder at prøver hentet fra den dype månemantelen, som er isotopisk tunge sammenlignet med jorden, har isotopkomposisjoner som er mest representative for den proto-månemaktoren ‘Theia’. ”
Oppsummert viser teamets forskningsresultater at Jorden og Theia ikke var like i sammensetning, noe som gir det første endelige beviset for at Theia sannsynligvis dannet seg lenger fra Solen enn Jorden gjorde. Tilsvarende viser deres arbeid at de forskjellige oksygenisotopkomposisjonene til Theia og Jorden ikke ble fullstendig homogenisert av den månedannende påvirkningen.
Denne studien viser til forskning som nylig ble utført av et team fra Yale og Tokyo Institute of Technology. I følge deres arbeid var jorden fremdeles en varm ball av magma da den månedannende påvirkningen fant sted. Det er dette som ville ha tillatt at materiale fra Theia gikk tapt til verdensrommet mens materiale fra Jorden raskt koales sammen for å danne månen.
Hvorvidt materiale fra Theia gikk tapt til verdensrommet eller ble beholdt som en del av Månens indre, er et spørsmål som forskere vil kunne undersøke mer fullstendig takket være de mange prøve-returoppdragene som vil skje de kommende årene. Disse inkluderer NASA sender astronauter tilbake til månens overflate (Prosjekt Artemis) og flere rovere sendt av Kina (Endre 5 og Endre 6 oppdrag).
Disse og andre mysterier om Jordens eneste satellitt har en god sjanse til å bli svart snart!
