I henhold til den mest accepterede teori dannede Månen for ca. 4,5 milliarder år siden, da en Mars-størrelse genstand ved navn Theia kolliderede med Jorden (også kendt som Giant Impact Hypothesis). Denne påvirkning kastede op betydelige mængder affald, der gradvist samledes sammen for at danne Jordens eneste naturlige satellit. Et af de mest overbevisende bevis for denne teori er det faktum, at Jorden og Månen er bemærkelsesværdigt ens med hensyn til sammensætning.
Tidligere undersøgelser, der involverede computersimuleringer, har imidlertid vist, at hvis månen blev skabt af en gigantisk påvirkning, burde den have tilbageholdt mere materiale fra selve påvirkeren. Men ifølge en ny undersøgelse foretaget af et team fra University of New Mexico er det muligt, at Jorden og Månen ikke er så ens som tidligere antaget.
Undersøgelsen, der beskriver deres fund, med titlen "Distinct oxygen isotop-sammensætninger af Jorden og Månen", blev for nylig vist i tidsskriftet Naturgeovidenskab. Undersøgelsen blev udført af Erick J. Cano og Zachary D. Sharp fra UNM's Institut for Jord- og Planetenskab og Charles K. Shearer ved UNMs Institut for Meteoritics.
Teorien om, at Jorden og Månen en gang var et enkelt legeme, har eksisteret siden 1800-tallet. Men det var først, før stenprøver blev bragt tilbage af Apollo-astronauterne, at videnskabsmændene havde endelige beviser for, at Jorden og Månen dannede sig sammen. Disse prøver viste, at månen ligesom Jorden var sammensat af silicatmineraler og metaller, der var differentieret mellem en metalkerne og en silikatmantel og skorpe.
Mens månen har mindre jern og mindre i vejen for lettere elementer, forklarer Giant Impact Hypotesen dette ganske godt. Jern, et særligt tungt element, ville have været tilbageholdt af Jorden, mens påvirkningenes varme og eksplosive kraft fik de lettere elementer til at koge af og blive skubbet ud i rummet. Resten af materialet fra Jorden og Theia ville så være afkølet og derefter blandet til dannelse af Jorden og Månen, som vi kender dem i dag.
Denne teori forklarer også hastigheden og naturen, som Månen kredser rundt om Jorden; især hvordan det er tidligt låst med vores planet. Tidligere undersøgelser, der involverede computersimuleringer, har imidlertid vist, at ca. 80% af månen i dette scenarie skulle bestå af materiale, der stammer fra Theia.
Dette præsenterer en alvorlig quandary for astronomer og geologer, og forskellige teorier er blevet fremskaffet for at forklare dette. I et scenarie var Theia lignende i sammensætning som Jorden, hvilket ville forklare, hvorfor Jorden og Månen synes så ens. I en anden var blandingen af materialer meget grundig, til det punkt, at både Jorden og Månen bevarer elementer i Theia.
Desværre er disse forklaringer enten uforenelige med det, vi ved om solsystemet, eller præsenterer deres teoretiske problemer. For at belyse dette overvejede Cano og hans kolleger en vigtig uoverensstemmelse med Giant Impact Hypotesen. Grundlæggende bemærkede de, når forskere undersøgte Apollo-månebergprøverne, at værdierne af iltisotop var praktisk taget identiske med dem, der findes i klipper her på Jorden.
Hvis Giant Impact Hypotesen er korrekt, havde forløberne til Jorden og Månen enten identiske værdier til at begynde med, eller omfattende homogenisering fandt sted efter påvirkningen. For at tackle dette gennemførte Cano og hans kolleger en iltisotop-analyse med høj præcision af en række forskellige månebergarter. Hvad de fandt, var, at månebergene udviste højere koncentrationer af lettere iltisotoper end Jorden.
Derudover øges forskellene, jo dybere man undersøger fra skorpen ind i mantlen. De tilskriver dette til det faktum, at skorpen er, hvor affald fra Jorden og Theia ville have blandet sig, mens det indre er, hvor materiale fra Theia ville være mere koncentreret. Som de sammenfatter i deres undersøgelse:
”Oxygenisotopværdier af måneprøver korrelerer med litologi, og vi foreslår, at forskellene kan forklares ved at blande mellem isotopisk let damp, der genereres af påvirkningen, og den yderste del af det tidlige månemagashav. Vores data antyder, at prøver, der stammer fra den dybe månemantel, som er isotopisk tunge sammenlignet med Jorden, har isotopkompositioner, der er mest repræsentative for den proto-månemæssige påvirkning 'Theia'. ”
Sammenfattende viser holdets forskningsresultater, at Jorden og Theia ikke var ens i sammensætning, hvilket giver det første endelige bevis for, at Theia sandsynligvis dannede sig længere væk fra Solen end Jorden gjorde. Tilsvarende viser deres arbejde, at de forskellige ilt-isotopkompositioner af Theia og Jorden ikke var fuldstændigt homogeniseret af den månedannende påvirkning.
Denne undersøgelse husker forskning, der for nylig blev udført af et team fra Yale og Tokyo Institute of Technology. Ifølge deres arbejde var Jorden stadig en varm kugle af magma, da den månedannende påvirkning fandt sted. Dette var, hvad der ville have gjort det muligt for materiale fra Theia at gå tabt i rummet, mens materiale fra Jorden hurtigt sammenkolderede for at danne Månen.
Hvorvidt materiale fra Theia blev tabt i rummet eller tilbageholdt som en del af Månens indre er et spørgsmål, som forskere vil kunne undersøge mere fuldstændigt takket være de mange prøve-return-missioner, der vil ske i de kommende år. Disse inkluderer NASA sender astronauter tilbage til månens overflade (Projekt Artemis) og flere rovers sendt af Kina (Ændre 5 og Ændre 6 missioner).
Disse og andre mysterier om Jordens eneste satellit er en god chance for snart at blive besvaret!
