Siden slutten av 1800-tallet har forskere kjempet for å forklare månens opprinnelse. Mens forskere har teoretisert lenge om at den og jorden har et felles opphav, har spørsmålene om hvordan og når vist seg å være unnvikende. For eksempel er den generelle konsensus i dag at en påvirkning med en Mars-størrelse gjenstand (Theia) førte til dannelsen av Earth-Moon System kort tid etter dannelsen av planetene (også kjent som Giant Impact Hypotesen).
Imidlertid har simuleringer av denne påvirkningen vist at månen først og fremst ville ha dannet seg av materiale fra det påvirkende objektet. Dette fremgår ikke av bevisene, som viser at månen er sammensatt av det samme materialet som Jorden er. Heldigvis har en ny studie av et team av forskere fra Japan og USA tilbudt en forklaring på avviket: kollisjonen skjedde da Jorden fremdeles var sammensatt av varm magma.
Studien som beskriver funnene deres, "Terrestrial magma ocean origin of the Moon", dukket nylig opp i tidsskriftet Nature Geoscience. Studien ble ledet av Natsuki Hosono fra RIKEN Center for Computational Science og inkluderte forskere fra Yale University, RIKEN Center for Computational Science og Earth-Life Science Institute (ELSI) ved Tokyo Institute of Technology.
Bortsett fra simuleringer som modellerer virkningsscenariet, plages Giant Impact Hypotesen også av at det meste av materialet som danner månen i silkene ville være silikatmineraler. Dette vil føre til at jordens satellitt er jernfattig, men seismologiske studier har vist at månen sannsynligvis har en kjerne som jordens (sammensatt av jern og nikkel), og at konveksjon i kjernen også drev et magnetfelt på en gang.
Igjen tilbyr den nye studien et scenario som kan redegjøre for dette. I følge modellen de skapte, da Jorden og Theia kolliderte omtrent 50 millioner år etter dannelsen av Solen (for ca. 4,6 milliarder år siden), var Jorden dekket av et hav av varm magma mens Theia sannsynligvis var sammensatt av solid materiale.
Denne modellen viste at magmaen på jorden etter kollisjonen ville blitt oppvarmet mye mer enn faste stoffer fra det påvirkende objektet. Dette vil føre til at magmaen utvides i volum og slipper ut i bane for å danne månen. Denne siste modellen, som tar hensyn til den forskjellige graden av oppvarming mellom proto-Earth og Theia, forklarer effektivt hvordan det er mye mer Earth-materiale i månens sammensetning.
Shun-ichiro Karato, professor i geologi ved Yale University og medforfatter på papiret, har forsket på de kjemiske egenskapene til proto-Earth magma i fortiden. Som han forklarte i et intervju med Yale News:
"I vår modell er rundt 80% av månen laget av proto-Earth-materialer. I de fleste av de tidligere modellene er omtrent 80% av månen laget av støtstøtten. Dette er en stor forskjell. "
For studiens skyld ledet Karato teamets forskningsinnsats for komprimering av smeltet silikat. Oppgaven med å utvikle en beregningsmodell for å forutsi hvordan materiale fra kollisjonen ville bli distribuert, ble i mellomtiden utført av en gruppe fra ELSI ved Tokyo Institute of Technology og RIKEN Center for Computational Science.
Sammensatt demonstrerte den nye modellen at overopphetet magma ville gå tapt til verdensrommet og samles for å danne et nytt legeme i bane raskere enn materialet som ble tapt fra påvirkeren. Det viste også at materiale fra jordas indre (som ville være rikt på jern og nikkel) også ville gå inn i dannelsen av Månen - som deretter ville synke til sentrum for å danne Månens kjerne.
I hovedsak bekrefter den nye modellen tidligere teorier om hvordan månen dannet seg ved å fjerne unna behovet for ukonvensjonelle kollisjonsforhold. Til nå er det dette forskere har gjort for å redegjøre for avviket mellom påvirkningssimuleringer og data hentet fra studien av månebergarter og månens overflate.
Denne studien kunne også føre til mer raffinerte teorier om hvordan solsystemet dannet seg og hva som skjedde umiddelbart etter. Siden påvirkningen mellom proto-jorden og Theia kan ha spilt en rolle i den eventuelle fremveksten av liv på jorden, kan det også hjelpe forskere å begrense det som trengs for at et stjernesystem skal ha beboelige planeter.
