Księżyc powstał wskutek czołowego zderzenia Ziemi z powstającą planetą

56aaa820af2d5

Księżyc powstał wskutek gwałtownego, czołowego zderzenia młodej Ziemi z „planetarnym embrionem” zwanym Teia około 100 milionów lat po uformowaniu Ziemi – donoszą gemochemicy z UCLA.

Naukowcy wiedzieli już o tym zderzeniu, do którego doszło prawie 4.5 miliarda lat temu, jednak jak dotąd uważano, że Ziemia zderzyła się z Teią pod kątem co najmniej 45 stopni (tak jak w przedstawionej poniżej symulacji z 2012 roku). Nowe badania przedstawione dzisiaj, 29 stycznia w periodyku Science dowodzą jednak, że zderzenie między oboma ciałami było czołowe.

Naukowcy przeanalizowali siedem skał przywiezionych na Ziemię z Księżyca w ramach misji Apollo 12, 15 i 17 oraz sześć skał wulkanicznych pochodzących z płaszcza Ziemi – pięć z Hawajów i jedną z Arizony.

Klucz do odtworzenia gigantycznego zderzenia leżał w chemicznej sygnaturze skrywanej w atomach tlenu stanowiących element skał. (Tlen odpowiada za 90% objętości skały i 50 procent jej masy). Ponad 99.9% tlenu na Ziemi to O-16 – zwany tak bowiem każdy atom zawiera osiem protonów i osiem neutronów. Jednak występują tu także niewielkie ilości cięższych izotopów tlenu: O-17 – z jednym dodatkowym neutronem i O-18 – z dwoma dodatkowymi neutronami. Ziemia, Mars i inne planety naszego Układu Słonecznego mają unikalne stosunki ilości O-17 do O-16 – taki stosunek obfitości jest swego rodzaju odciskiem palca danej planety.

W 2014 roku zespół niemieckich naukowców ogłosił w periodyku Science, że Księżyc także ma swój własny charakterystyczny stosunek ilości izotopów tlenu, różny od ziemskiego. Nowe badania jednak wskazują, że jest inaczej.

„Nie widzimy żadnych różnic między izotopami tlenu na Ziemi i na Księżycu, są one praktycznie nieodróżnialne,”mówi Edward Young, główny autor nowego badania i profesor geochemii i kosmochemii na UCLA.

Zespół badawczy Younga wykorzystał najnowsze technologie i techniki do wykonania wyjątkowo precyzyjnych i dokładnych pomiarów, a następnie potwierdził je za pomocą nowego w UCLA spektrometru mas.

moonwasprodu

Sam fakt potwierdzenia identyczności tlenu w skałach ziemskich i księżycowych mówi bardzo wiele. Gdyby Ziemia i Teia zderzyły się ze sobą tylko częściowa to znacza część Księżyca ciągle składałaby się w dużej mierze z Tei, a tym samym i Ziemia i Księżyc miałyby własne, unikalne izotopy tlenu. Jednak zderzenie czołowe mogło spowodować powstanie jednorodnego składu chemicznego zarówno na Ziemi jak i na Księżycu.

„Teia została wmieszana zarówno w skład Ziemi i Księżyca, równomiernie się między nimi rozkładając,” mówi Young. „To doskonale tłumaczy dlaczego nie widzimy innych sygnatur na Ziemi i Księżycu.”

Teia, która nie przetrwała kolizji (poza faktem, że stanowi sporą część masy obu ciał niebieskich) znajdowała się w okresie wzrost i prawdopodobnie stałaby się kolejną planetą gdyby nie doszło do zderzenia. Young i część naukowców uważają, że planeta była rozmiaru Ziemi. Inni naukowcy uważają jednak, że Teia mogła być obiektem mniejszym od Ziemi, rozmiarem przypominając Marsa.

Więcej informacji:

Źródło: Science / UCLA / phy.so

Komentarze

comments