Niemieccy naukowcy ustalili, że nasz naturalny satelita jest młodszy, niż do tej pory zakładano. W nowych badaniach uczeni zasugerowali, że uderzenie w młodą Ziemię protoplanety wielkości Marsa, z której następnie uformował się Księżyc, nastąpiło 85 milionów lat później niż zakładały to dotychczasowe modele.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna widoczna obok tarczy Księżyca na zdjęciu z 4.01.2012 roku /NASA /Materiały prasowe

Księżyc powstał nieco później, niż dotychczas zakładano. Zgodnie z powszechnie przyjętą hipotezą, protoplaneta wielkości Marsa, o nazwie Thea, uderzyła w młodą Ziemię. Z gruzu wyrzuconego podczas tej kolizji powstało nowe ciało, które uformowało się w widoczny obecnie Księżyc.

W nowych badaniach naukowcu z Niemieckiej Agencji Kosmicznej (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – DRL) oraz z Westfalskiego Uniwersytetu Wilhelma w Münsterze ustalili, że nasz naturalny satelita jest młodszy, niż dotychczas zakładano. Poprzednie założenia dotyczące formowania się Księżyca wskazywały, że liczy on około 4,51 miliarda lat. Według niemieckich uczonych Srebrny Glob ma około 85 milinów lat mniej i powstał 4,425 miliard lat temu. Naukowcy opisali swoje odkrycia w „Science Advances”.

 

Młody Układ Słoneczny

Cztery i pół miliarda lat temu Układ Słoneczny wciąż był chaotycznym miejscem. Ziemia nadal zbierała okoliczną materię i rosła. W jej wnętrzu robiło się coraz cieplej i coraz większe części skalistego płaszcza topiły się i tworzyły oceany magmy. W tym czasie Ziemia zyskała naturalnego satelitę, który krąży wokół niej do dziś. Kosmiczna kolizja między Ziemią a protoplanetą wyrzuciła materiał skalny z młodej Ziemi. Ostatecznie gruz ten uformował się w nowe ciało planetarne – Księżyc.

Zasadniczo większość naukowców zgadza się co do tego, jak powstał Księżyc, ale nie chodzi o szczegóły tego procesu, a już na pewno nie o czas, w którym nastąpiło to zderzenie. – Wyniki naszego najnowszego modelowania sugerują, że młoda Ziemia została uderzona przez protoplanetę około 140 milionów lat po narodzeniu się Układu Słonecznego, 4,567 miliarda lat temu. Według naszych obliczeń stało się to 4,425 miliarda lat temu. Wtedy narodził się Księżyc – powiedział Maxime Maurice z DRL.

W tym czasie Ziemia przekształciła się w planetę. Podczas tego rozwoju, cięższe metale zatopiły się w środku i utworzyły jądro z żelaza i niklu, które zostało otoczony grubym płaszczem skał. Skały te stawały się coraz gorętsze z powodu procesu akrecji i rozpadu pierwiastków promieniotwórczych. Umożliwiło to oddzielenie metali i krzemianów we wnętrzu Ziemi w ciągu kilkudziesięciu milionów lat.

 

Kolizja Ziemi z Theą

Na tym etapie Ziemia została uderzona przez Theę, protoplanetę, która jak uważają naukowcy, mogła być wielkości Marsa. W mitologii greckiej Thea była jedną z tytanid, boginią wzroku i jaśniejącego nieba oraz matką Selene – bogini Księżyca. We wczesnych dniach Układu Słonecznego istniało wiele obiektów podobnych do Thei. Niektóre zostały wyrzucone z Układu Słonecznego, a reszta została zniszczona przez zderzenia z innymi obiektami.

Thea uderzyła w Ziemię i spowodowała wyrzucenie tak dużej ilości materiału z płaszcza planety, że mógł z niego powstać nowy obiekt – Księżyc. Podczas kolizji powstał ocean magmy o głębokości kilku tysięcy kilometrów. Ale dziś po zderzeniu nie pozostały żadne ślady.

 

Narodziny Księżyca

Odtworzenie tego zdarzenia wymaga dużej wyobraźni i kreatywności. Kolizja dwóch ciał i ogromna energia towarzysząca temu zdarzeniu spowodowały wyrzucenie dużej ilości skał z młodego płaszcza Ziemi. Zebrały się one w pierścień pyłu wokół Ziemi. – Po tym zdarzeniu, Księżyc uformował się w dość krótkim czasie, prawdopodobnie w ciągu kilku tysięcy lat – wyjaśniła Doris Breuer z DLR, współautorka badań.

Próbki skał księżycowych zebrane podczas misji Apollo nie są wystarczające, aby zweryfikować przyjętą wcześniej liczbę 4,51 miliarda lat dla wieku Księżyca, ale można to obliczyć za pomocą innej metody. Kolizja młodej Ziemi z protoplanetą wielkości Marsa oznacza, że skała, z której składa się Księżyc, pochodzi z Ziemi i może być wykorzystana do określenia czasu kosmicznego zderzenia.

Nowe badania sugerują, że Księżyc powstał, gdy Ziemia była już prawie w pełni uformowana. – Nasze obliczenia pokazują, że najprawdopodobniej stało się to na samym końcu procesu formowania się Ziemi – przyznała Sabrina Schwinger opisując chronologiczną sekwencję wydarzeń.

 

Oceany magmy

Nie tylko na młodej Ziemi były oceany magmy. Energia uzyskana z akrecji doprowadziła również do powstania oceanu magmy na Księżycu. Uczeni uważają, że Księżyc stopił się prawie całkowicie i podobnie jak Ziemia, został pokryty oceanem magmy o głębokości ponad 1000 kilometrów. Ten ocean magmy szybko zaczął się zestalać i uformował skorupę unoszącą się na powierzchni. Ale pod tą izolującą warstwą, która spowolniła dalsze chłodzenie i zestalanie się oceanu magmy, Księżyc pozostawał stopiony przez długi czas. Do tej pory naukowcy nie byli w stanie określić, ile czasu zajęło całkowite ochłodzenie się oceanu magmy, dlatego jak przyznają autorzy nowych badań, nie mogli prawidłowo określić, kiedy dokładnie uformował się Księżyc.

Do obliczenia, jak długo ochładzała się magma na młodym Księżycu, naukowcy zastosowali nowy model komputerowy, który po raz pierwszy kompleksowo wziął pod uwagę procesy związane z krzepnięciem magmy. – Wyniki modelowania pokazują, że ocean magmy na Księżycu był długowieczny i minęło prawie 200 milionów lat, aż całkowicie się zestalił – wyjaśnił Maurice. – Skala czasowa jest znacznie dłuższa niż wskazywana w poprzednich badaniach. Starsze modele dawały okres krzepnięcia wynoszący zaledwie 35 milionów lat – dodała jego koleżanka z DLR, Nicola Tosi.

 

Wiek Księżyca

Aby ustalić wiek Księżyca, naukowcy musieli pójść o krok dalej. Obliczyli, jak zmieniał się skład minerałów krzemianowych bogatych w magnez i żelazo, które powstały podczas zestalania się oceanu magmy. Odkryli przy tym drastyczną zmianę w składzie pozostałego oceanu magmy wraz z postępem krzepnięcia.

To odkrycie jest znaczące, ponieważ pozwoliło autorom powiązać formowanie się różnych rodzajów skał na Księżycu z pewnym etapem ewolucji jego oceanu magmy. – Porównując zmierzony skład skał księżycowych z przewidywanym składem oceanu magmy z naszego modelu, byliśmy w stanie prześledzić ewolucję oceanu magmy z powrotem do jego punktu początkowego, czyli czasu, w którym powstał Księżyc – wyjaśnia Schwinger.

Wyniki badań zespołu naukowców wskazują, że Księżyc powstał 4,425 ± 0,025 miliarda lat temu.

 

 

ŹródłoDRL

 

0 0 vote
Article Rating