I århundrer har forskere forsøkt å forklare hvordan månen dannet seg. Mens noen har hevdet at det dannet seg fra materiale som ble mistet av jorden på grunn av sentrifugalkraft, hevdet andre at en forhåndsformet måne ble fanget av jordens tyngdekraft. De siste tiårene har den mest aksepterte teorien vært Giant-impact-hypotesen, som sier at månen som ble dannet etter at Jorden ble truffet av en Mars-størrelse gjenstand (kalt Theia) for 4,5 milliarder år siden.
I følge en ny studie fra et internasjonalt forskerteam, kan nøkkelen til å bevise hvilken teori som er riktig komme fra de første kjernefysiske testene som ble utført her på jorden, for rundt 70 år siden. Etter å ha undersøkt prøver av radioaktivt glass oppnådd fra Trinity-teststedet i New Mexico (hvor den første atombomben ble detonert), slo de fast at prøver av månebergarter viste en lignende uttømming av flyktige elementer.
Studien ble ledet av James Day - professor i geovitenskap ved Scripps Institution of Oceanography ved University of California, San Diego. Sammen med kollegene - som kommer fra Paris Institute of Earth Physics, McDonnell Centre for Space Sciences og NASAs Johnson Space Center - undersøkte de glassprøver som ble hentet fra Trinity-teststedet for å bestemme deres kjemiske sammensetninger.
Dette glasset, kjent som trinitt, ble opprettet da plutoniumbomben ble detonert på Trinity-teststedet i 1945 som en del av Manhattan-prosjektet. I en avstand på 350 meter fra bakken null ble arkosisk sand (som hovedsakelig er sammensatt av kvartskorn og feltspat) omgjort til grønnfarget glass av den ekstreme varmen og trykket forårsaket av den enorme eksplosjonen.
I årevis har forskere studert disse glassavsetningene, som de fastslo var resultatet av at sand ble sugd opp i eksplosjonen, og deretter regnet ned som smeltet væske på overflaten. Da Day og hans kolleger undersøkte det, bemerket de at prøver av glasset ble tømt for sink og andre flyktige elementer - som er kjent for å fordampe under ekstrem varme og trykk - avhengig av hvor langt de var fra bakkenull.
I følge studien deres, som ble publisert i Vitenskapelige fremskritt 8. februar 2017 ble prøver av trinitt som ble oppnådd mellom 10 og 250 meter fra sprengningsstedet uttømt av disse elementene langt mer enn prøver som ble tatt lenger unna. I tillegg var isotopen av sink som var igjen tyngre og mindre reaktive enn hos andre.
De sammenlignet deretter resultatene med studier utført på måneberg, som viste en lignende uttømming av flyktige elementer. Fra dette bestemte de at lignende varme- og trykkforhold eksisterte på en gang på Månen som fikk disse elementene til å fordampe. Dette stemmer overens med teorien om at en massiv påvirkning fant sted tidligere som gjorde månens overflate til et hav av magma.
Som Day forklarte i en UC San Diego pressemelding:
Resultatene viser at fordampning ved høye temperaturer, som ligner på begynnelsen av planetdannelsen, fører til tap av flyktige elementer og til berikelse av tunge isotoper i de resterende materialene fra hendelsen. Dette har vært konvensjonell visdom, men nå har vi eksperimentelle bevis for å vise det. ”
Mens den dominerende teorien siden 1980-tallet har vært Giant-impact-hypotesen, har debatten pågått og blitt gjenstand for nye funn. For eksempel tilbake i januar 2017 publiserte en ny studie i Nature Geoscience - som ble ledet av Raluca Rufu fra Weizmann Institute of Science i Rehovot, Israel - indikerte at månen kan ha vært et resultat av mange mindre kollisjoner.
Ved hjelp av datasimuleringer fant Weizmann-teamet at flere små påvirkninger kunne ha dannet mange måneskyer rundt jorden som da ville ha koblet sammen for å skape månen. Men ved å vise at flyktige elementer gjennomgår den samme typen reaksjoner på varme og trykk, uavhengig av hvor reaksjonen finner sted, har Day og hans kolleger tilbudt noen solide bevis som peker mot en enkelt påvirkningshendelse.
Denne studien er bare den siste i en serie som hjelper jordforskere med å sette begrensninger på når og hvordan månen dannet seg, noe som også hjelper oss å få en bedre forståelse av solsystemets historie og dens dannelse.
