De la sfârșitul secolului 19, oamenii de știință s-au străduit să explice originea Lunii. În timp ce oamenii de știință au teoretizat de mult că el și Pământul au o origine comună, întrebările despre cum și când s-a dovedit evaziv. De exemplu, consensul general de astăzi este acela că un impact cu un obiect de dimensiune Marte (Theia) a dus la formarea Sistemului Pământ-Lună la scurt timp după formarea planetelor (de asemenea, ipoteza Impactului Giant).
Totuși, simulările acestui impact au arătat că Luna s-ar fi format din material în primul rând din obiectul impactant. Acest lucru nu este însă confirmat de dovezile care arată că Luna este compusă din același material pe care îl are Pământul. Din fericire, un nou studiu realizat de o echipă de oameni de știință din Japonia și SUA a oferit o explicație pentru discrepanță: ciocnirea a avut loc atunci când Pământul era încă compus din magmă fierbinte.
Studiul care descrie concluziile lor, „Originea de lună a oceanului de magmă terestră”, a apărut recent în jurnal Geoștiința naturii. Studiul a fost condus de Natsuki Hosono de la RIKEN Center for Computational Science și a inclus cercetători de la Universitatea Yale, RIKEN Center for Computational Science și Earth-Life Science Institute (ELSI) de la Tokyo Institute of Technology.
În afară de simulările care modelează scenariul de impact, ipoteza Giant Impact este plictisită și de faptul că, într-un impact, cea mai mare parte a materialului care formează Luna ar fi minerale silicate. Aceasta ar duce la faptul că satelitul Pământului este sărac în fier, dar studiile seismologice au arătat că Luna are probabil un nucleu precum cel al Pământului (compus din fier și nichel) și că convecția din miezul său a alimentat și un câmp magnetic la un moment dat.
Din nou, noul studiu oferă un scenariu care poate explica acest lucru. Conform modelului pe care l-au creat, când Pământul și Theia s-au ciocnit aproximativ 50 de milioane de ani după formarea Soarelui (aproximativ 4,6 miliarde de ani în urmă), Pământul a fost acoperit de o mare de magmă fierbinte, în timp ce Theia era probabil compusă din material solid.
Acest model a arătat că după coliziune, magma de pe Pământ s-ar fi încălzit mult mai mult decât solidele de la obiectul impactant. Acest lucru ar face ca magma să se extindă în volum și să scape pe orbită pentru a forma Luna. Acest ultim model, care ține cont de gradul diferit de încălzire dintre proto-Pământ și Theia, explică în mod eficient cum există mult mai mult material Pământ în machiajul Lunii.
Shun-ichiro Karato, profesor de geologie la Universitatea Yale și coautor pe hârtie, a efectuat în trecut cercetări ample asupra proprietăților chimice ale magmei proto-pământene. După cum a explicat într-un interviu acordat Yale News:
„În modelul nostru, aproximativ 80% din lună este fabricată din materiale proto-pământene. În majoritatea modelelor anterioare, aproximativ 80% din lună este realizată din elementul de impact. Aceasta este o mare diferență. ”
De dragul studiului, Karato a condus eforturile de cercetare ale echipei în compresia silicatului topit. Sarcina dezvoltării unui model de calcul pentru a prezice modul în care materialul din coliziune va fi distribuit, între timp, a fost efectuat de un grup de la ELSI la Tokyo Institute of Technology și RIKEN Center for Computational Science.
Luate împreună, noul model a demonstrat că magma supraîncălzită s-ar pierde în spațiu și să se coaguleze pentru a forma un corp nou pe orbită mai repede decât materialul pierdut din dispozitivul de impact. De asemenea, a arătat că materialele din interiorul Pământului (care ar fi bogate în fier și nichel) ar merge și la formarea Lunii - care apoi s-ar scufunda spre centru pentru a forma miezul Lunii.
În esență, noul model confirmă teoriile anterioare despre modul în care Luna s-a format prin eliminarea nevoii de condiții de coliziune neconvenționale. Până acum, asta au făcut oamenii de știință pentru a ține cont de discrepanța dintre simulările de impact și datele obținute din studiul rocilor lunare și a suprafeței lunare.
Acest studiu ar putea duce, de asemenea, la teorii mai rafinate despre modul în care s-a format Sistemul Solar și ce a avut loc imediat după. Întrucât impactul dintre proto-Pământ și Theia ar fi putut juca un rol în eventuala apariție a vieții pe Pământ, acesta ar putea ajuta și oamenii de știință să constrângă ceea ce este necesar pentru ca un sistem stelar să aibă planete locuibile.
