hur jorden fick sin måne är en lång debatterad fråga. Giant impact theory-som säger att månen bildades från en kollision mellan den tidiga jorden och en stenig kropp som kallas Theia – har blivit den främsta löparen bland förklaringarna. Men detaljerna kring hur detta hände är suddiga och det finns många observationer som forskare fortfarande kämpar för att förklara.,

nu har en ny studie, publicerad i Naturgeoscience, belyst vad som faktiskt hände genom att lösa en av de största mysterierna kring kraschen – varför månen slutade vara nästan identisk med jorden, snarare än Theia, förutsatt att hon existerade.

enligt giant impact Theia var en kropp ungefär storleken på Mars eller mindre – hälften av jordens diameter. Den krossades till utvecklingsjorden för 4,5 miljarder år sedan., Denna kollision producerade tillräckligt med värme för att skapa magma oceaner och utkastade mycket skräp i omloppsbana runt jorden, som därefter samlades in i månen.

teorin förklarar hur och hur snabbt jorden och månen snurrar runt varandra. De är tidligt låsta, vilket innebär att månen alltid visar samma sida mot jorden när den snurrar runt den. Det var därför det var en sådan prestation när kineserna landade sin Chang ’ e 4 rymdfarkost på den bortre sidan av månen i 2019-direkt kommunikation med den sidan är aldrig möjligt från jorden.,

månen och jorden är nästan identiska i sammansättning. Skillnaderna är att månen har mindre järn och mindre av de lättare elementen ett sådant väte, som behövs för att producera vatten. Giant impact theory förklarar varför. Det tunga elementet järn skulle ha behållits på jorden. Och värmen som produceras under påverkan och utstötningen i rymden skulle ha kokat de lättare elementen av medan resten av jordens och Theias material skulle ha blandat.

datormodeller har reproducerat händelserna som ledde till månens bildning., De modeller som bäst passar alla observationer tyder på att månen ska bestå av cirka 80% från materialet från Theia. Så varför är Månen i stället misstänkt lik jorden?

en förklaring är att Theia och den tidiga jorden måste ha haft en identisk sammansättning att börja med. Det verkar osannolikt eftersom varje dokumenterad planetarisk kropp i vårt solsystem har sin egen unika sammansättning, med små skillnader som återspeglar avståndet från solen där en kropp bildades.,

en annan förklaring är att blandningen av de två kropparna var mycket noggrannare än förväntat, vilket gav en mindre tydlig signatur av Theia i månen. Men det är också osannolikt, eftersom det skulle kräva en mycket större inverkan än den som faktiskt ägde rum.

lyssna på konversationens podcast-serie till månen och bortom för att ta reda på vilka planer Det finns att använda månen som en staging post för framtida utforskning av rymden.

gräva djupt

den nya studien löser detta dilemma genom att visa att jorden och månen inte är lika som tidigare trodde., Forskarna såg med mycket hög precision på fördelningen av isotoper av elementet syre i stenar återvände från månen av Apollo astronauter. I kemi består varje Elements atomkärna av partiklar som kallas protoner och neutroner; isotoper av ett element har samma antal protoner i kärnan som den vanliga versionen, men olika antal neutroner. I detta fall är syreisotop, O-18, som har åtta protoner och tio neutroner, något tyngre än de mycket vanligare än O-16, med sina åtta protoner och åtta neutroner.,

studien visar att det finns en liten skillnad mellan jorden och Månen i deras syreisotopsammansättning – deras profiler är inte identiska trots allt. Dessutom ökar skillnaden när man tittar på stenar från månens mantel, vilket är ett lager under ytan eller skorpan – med mer lättare syreisotoper än jorden. Det här är viktigt. Skorpan är där blandade skräp skulle ha hamnat, medan den djupa interiören skulle ha fler bitar av Theia.

så Theia och jorden var inte identiska, och månen och jorden är inte identiska heller., Men resultaten lär oss också lite mer om Theia själv.

på grund av tyngdkraften kan man förvänta sig något mer av de tyngre isotoperna närmare solen. Jämfört med jorden måste Theia ha haft mer av de lättare syreisotoperna, vilket tyder på att det skulle ha bildats längre bort från solen än jorden.

med resultaten från denna studie har giant impact theory korsat ett annat hinder för att förklara bildandet av vår måne, och vi har lärt oss lite mer om Theia själv på vägen.