Jak woda zmienia opowieść o początkach Księżyca?

To zdumiewające jak wielką różnicę może zrobić odrobina wody. Księżyc powstał jakieś 4,4-4,5 miliarda lat temu kiedy sporych rozmiarów obiekt zderzył się z wciąż formującą się proto-Ziemią. Zderzenie to stworzyło gorący i częściowo odparowany dysk materii okalający młodą planetę, który z czasem ochłodził się i połączył w Księżyc.

Przez lata, naukowcy uważali, że w wyniku zderzenia wodór wyodrębniał się z cząsteczek wody i on jak i inne pierwiastki o niskiej temperaturze wrzenia, tak zwane pierwiastki lotne, uciekły z dysku w przestrzeń kosmiczną. Taka sytuacja doprowadziłaby do powstania suchego i pozbawionego pierwiastków lotnych Księżyca, co wydawało się zgadzać z wcześniejszymi analizami próbek księżycowych.

Jednak trwające badania składu chemicznego Księżyca, odkrywają, że może on być wilgotniejszy niż początkowo uważano, co z kolei każe postawić nowe pytania o niektóre aspekty jego powstania.

[AdSense-A]

„To wciąż jest obszar aktywnych badań, dlatego też wciąż wielu naukowców, takich jak chociażby Erik Hauri z Carnegie Institute of Science, sprawdza jak dużo wody faktycznie istnieje na Księżycu. To niezwykle istotna kwestia, zważając na to, że mamy ograniczoną wiedzę o historii i rozkładzie wody na powierzchni Księżyca” tłumaczy Miki Nakajima z Carnegie, który wraz z Davem Stevensonem z Caltechu podjął się zadania określenia czy przeważające teorie o powstaniu Księżyca muszą być zmienione, aby uwzględnić najnowsze, wyższe szacunki ilości wody na Księżycu.

Artykuł naukowy na ten temat opublikowano w periodyku Earth and Planetary Science Letters.

Stworzyli oni szczegółowe modele, które pozwalają stwierdzić czy istniejące teorie o kolizji, która doprowadziła do powstania Księżyca mogą wytłumaczyć wilgotny Księżyc, który wciąż pozbawiony jest innych pierwiastków lotnych takich jak potas czy sód.

Badacze modelowali różne zakresy temperatur i obfitości wody w dysku, z którego powstał nasz naturalny satelita. Przy wyższych temperaturach, dyski zdominowane były przez opary krzemianowe, które pochodziły z odparowywania płaszcza zarówno proto-Ziemi jak i obiektu, który w nią uderzył, przy stosunkowo niewielkiej ilości wodoru pochodzącego z wody. W niższych temperaturach w dysku dominowała woda, z której wodór nie ulegał dysocjacji w tym zakresie temperatur, przez co mechanizm ucieczki wody nie był zbyt wydajny.

„Dobra wiadomość jest taka, że nasze modele wskazują, że obserwacje wilgotnego Księżyca nie są niezgodne z teorią mówiącą o zderzeniu” mówi Nakajima.

Z drugiej strony, oznacza to, że naukowcy muszą stworzyć nowe wyjaśnienie faktu, że Księżyc pozbawiony jest potasu, sodu i innych pierwiastków lotnych. Istnieją inne możliwości takie jak ta, która mówi, że pierwiastki lotne z dysku opadły na Ziemię zamiast uciekać w przestrzeń lub pozostać na Księżycu. Możliwe także, że stanowiły one część Księżyca tuż po jego akrecji, a uciekły w przestrzeń kosmiczną dopiero później.

Źródło: Carnegie Institution for Science