En gammel kollisjon, nesten fordampet jord, som gir fødsel til månen

Ny kjemisk analyse av jord- og månestene har skapt nytt lys på opprinnelsen til vårt månesystem, og fødselsmøtet var langt mer dramatisk og voldsomt enn mange forventet.

"Våre resultater gir det første harde beviset på at virkningen egentlig gjorde (i stor grad) fordampe jorden," sa Kun Wang, geokemist ved Washington University i St. Louis, i en pressemelding. En studie av Wang og Stein B. Jacobsen ble publisert på nettet mandag i Natur.

For rundt 4,5 milliarder år siden var jorden en veldig ung samling av rombrudd, og det var ikke et veldig innbydende sted. Den tidlige perioden er kjent som Hadean eonen, oppkalt som sådan for de helvete forholdene. Proto-Earth var brennende og varm, og overflaten var mest sannsynlig smeltet lava fra intens vulkansk aktivitet og hyppige kollisjoner med andre bergarter.

Det var da denne tidlige planeten kolliderte med en annen, kanskje størrelsen på Mars. Effektens kraft fordamper de mindre og de fleste større, noe som resulterer i en gigantisk atmosfære 500 ganger den nåværende størrelsen på nåværende jord, fylt med en super-varm væske mantel. Dette, over tid, avkjølt og herdet i to forskjellige organer - månen og jorden.

Det har lenge vært teoretisert at månen dannet fra en kollisjon mellom to proto-planetariske kropper. Men tidligere modeller hadde de to massene bare beite hverandre, med den minste en for det meste forbli intakt og danner månen. Dette ble disproven i 2001, da forskere sammenlignet isotoper av en rekke elementer i månen og jordens bergarter, og fant dem å være sammensetningsmessige de samme. Sjansene for at de to kolliderende kroppene har de samme signaturene i deres isotoper naturlig er nesten null, noe som medførte at massene av de to bergarter måtte vesentlig blande seg sammen før de dannet månen.

To slike modeller har tidligere blitt foreslått for å ta hensyn til dette. I en er kollisjonen fortsatt ganske tam, men en skiveformet sky av mantelatmosfære tillater blanding av materiale fra jorden og dens proto-moon, før de legger seg i separate objekter.

Denne nye forskningen regner ut denne konklusjonen ved å bruke en meget sofistikert analyse av to kaliumisotoper, 10 ganger mer presis enn tidligere metoder. Det fant en meget litt høyere konsentrasjon av den tyngre kaliumisotopen på månen enn på jorden. Den eneste forklaringen på dette er at under tykkelsen av mantelatmosfæren som førte til månens fødsel, var den tyngre isotopen litt mer sannsynlig å kondensere enn den lettere.

Dette støtter modellen der hele kollideringsobjektet, og det meste av jorden, ble utryddet i krasjet, og månen dannet som partikler i superfluid mantle-atmosfæren avkjølt og kom sammen som en massiv regndråpe kondenserende fra vanndamp, sakte i størrelse.