Timp de zeci de ani, oamenii de știință au reflectat modul în care Pământul și-a dobândit singurul satelit, Luna. În timp ce unii au susținut că s-a format din material pierdut de Pământ din cauza forței centrifuge sau a fost capturat de gravitația Pământului, cea mai acceptată teorie este aceea că Luna s-a format cu aproximativ 4.5 miliarde de ani în urmă, când un obiect de dimensiune Marte (numit Theia) s-a ciocnit. cu un proto-Pământ (denumit, de asemenea, ipoteza Giant Impact).
Cu toate acestea, din moment ce proto-Pământul a cunoscut numeroase impacturi uriașe, se așteaptă că de-a lungul timpului s-au format mai multe luni pe orbita. Se ridică astfel întrebarea, ce s-a întâmplat cu aceste luni? Ridicând această întrebare, o echipă de oameni de știință internațională a efectuat un studiu în care sugerează că aceste „lunete” ar fi putut să se prăbușească înapoi pe Pământ, lăsând doar cea pe care o vedem astăzi.
Studiul, intitulat „Moonfalls: Colisions on the Earth and its lunons its”, a apărut recent online și a fost acceptat pentru publicare în Avize lunare ale Royal Astronomical Society. Studiul a fost condus de Uri Malamud, un coleg postdoctoral al Institutului israelian de tehnologie Technion și a inclus membri de la Universitatea din Tübingen, Germania și Universitatea din Viena.
În numele studiului lor, Dr. Malamud și colegii săi - prof. Hagai B. Perets, Dr. Christoph Schafer și domnul Christoph Burger (doctorand) - au considerat ce s-ar întâmpla dacă Pământul, în forma sa cea mai timpurie, ar fi experimentat. multiple impacturi gigantice care au precedat coliziunea cu Theia. Fiecare dintre aceste impacturi ar fi avut potențialul de a forma o „lună” de masă sub-lunară, care ar fi interacționat gravitațional cu proto-Pământul, precum și cu orice posibil lunete formate anterior.
În cele din urmă, acest lucru ar fi dus la fuziuni luna-lunetă, lunetele fiind ejectate de pe orbita Pământului sau căderea pe Lună pe Pământ. În final, dr. Malamud și colegii săi au ales să investigheze această din urmă posibilitate, întrucât nu a fost explorată anterior de oamenii de știință. Mai mult, această posibilitate ar putea avea un impact drastic asupra istoriei și evoluției geologice a Pământului. După cum a indicat Malamud pentru Space Magazine prin e-mail:
„În înțelegerea actuală a formării planetei, etapele târzii ale creșterii planetei terestre au fost prin multe coliziuni uriașe între embrioni planetari. Astfel de coliziuni formează discuri de resturi semnificative, care la rândul lor pot deveni lună. Așa cum am sugerat și subliniat în lucrările noastre anterioare, având în vedere ratele acestor coliziuni și evoluția lunilor - existența mai multor luni și a interacțiunilor lor reciproce vor duce la apariția lunilor. Este o parte inerentă, inevitabilă a teoriei actuale a formării planetei. ”
Totuși, deoarece Pământul este o planetă activă din punct de vedere geologic și deoarece atmosfera sa groasă duce la intemperii și eroziuni naturale, suprafața se schimbă drastic cu timpul. Ca atare, este întotdeauna dificil să se determine efectele evenimentelor petrecute în primele perioade ale Pământului - adică Eonul Hadean, care a început cu 4,6 miliarde de ani în urmă cu formarea Pământului și s-a încheiat în urmă cu 4 miliarde de ani.
Pentru a testa dacă impacturile multiple ar fi putut avea loc sau nu în timpul acestui Eon, rezultând fluturi care în cele din urmă au căzut pe Pământ, echipa a realizat o serie de simulări hidrodinamice cu particule netede (SPH). De asemenea, au avut în vedere o serie de mase de lună, unghiuri de impact de coliziune și ratele inițiale de rotație ale proto-Pământului. Practic, dacă lunetele ar fi căzut pe Pământ în trecut, aceasta ar fi modificat rata de rotație a proto-Pământului, rezultând în perioada actuală de rotație siderală de 23 de ore, 56 de minute și 4,1 secunde.
În cele din urmă, ei au găsit dovezi că, în timp ce impacturile directe ale obiectelor mari nu erau probabile că o serie de coliziuni de mare pasăre ar fi putut avea loc. Acestea ar fi determinat ca materialul și resturile să fie aruncate în atmosferă, care ar fi format lunete mici, care ar fi interacționat între ele. După cum a explicat Malamud:
„Rezultatele noastre arată însă că, în cazul unei căderi de lună, distribuția materialului de la căderea de lună nu este chiar pe Pământ și, prin urmare, astfel de coliziuni pot da naștere la asimetrii și neomogenități ale compoziției. După cum discutăm în lucrare, există dovezi posibile pentru acestea din urmă - căderile de lună pot explica eterogenitățile izotopice în elementele extrem de siderofile din rocile terestre. În principiu, coliziunile pe lună pot produce și o structură la scară largă pe Pământ și am speculat că un astfel de efect ar fi putut contribui la formarea celui mai vechi super-continent al Pământului. Cu toate acestea, acest aspect este mai speculativ și este greu de confirmat direct, având în vedere evoluția geologică a Pământului încă din acele vremuri timpurii. "
Acest studiu extinde efectiv actuala și larg populară Ipoteză de impact Giant. În conformitate cu această teorie, Luna s-a format în primii 10 - 100 milioane de ani ai Sistemului Solar, când încă se formau planetele terestre. În ultimele etape ale acestei perioade, se crede că aceste planete (Mercur, Venus, Pământ și Marte) au crescut în principal prin impacturi cu embrioni planetari mari.
Din acel moment, se crede că Luna a evoluat din cauza valurilor reciproce ale Pământului și Lunii, migrând spre exterior în locația sa actuală, unde a fost de atunci. Cu toate acestea, această paradigmă nu ia în considerare impacturile care au avut loc înainte de sosirea Theiei și formarea singurului satelit al Pământului. Drept urmare, Dr. Malamud și colegii săi afirmă că este deconectat de imaginea mai largă a formării planetei terestre.
Și consideră că, știința ar putea avea o imagine mai completă a modului în care atât Pământul cât și Luna au evoluat în timp. Aceste descoperiri ar putea avea, de asemenea, implicații atunci când vine vorba de studiul altor planete și luni solare. După cum a indicat dr. Malamud, există deja dovezi convingătoare că coliziunile la scară largă au afectat evoluția planetelor și lunilor.
„Pe alte planete vedem dovezi pentru impacturi foarte mari care au produs caracteristici topografice la scară planetară, cum ar fi așa-numita dicotomie Marte și, eventual, dicotomia suprafeței lui Charon”, a spus el. „Acestea trebuiau să apară din impacturi la scară largă, dar suficient de mici încât să facă caracteristici sub-globale ale planetei. Moonfalls sunt progenitori naturali ai acestor impacturi, dar nu putem exclude unele alte impacturi mari ale asteroizilor care ar putea produce efecte similare. "
Există, de asemenea, posibilitatea ca astfel de coliziuni să se întâmple în viitorul îndepărtat. Conform estimărilor actuale ale migrației sale, lunile lui Marte Fobos se vor prăbuși în cele din urmă pe suprafața planetei. Deși este mic, comparativ cu impacturile pe care le-ar fi creat lunetele și Luna în jurul Pământului, această eventuală coliziune este o dovadă directă a căderilor de lună au avut loc în trecut și vor avea loc din nou în viitor.
Pe scurt, istoria sistemului solar timpuriu a fost violentă și cataclismică, cu o mare creare rezultată din coliziuni puternice. Având o imagine mai completă a modului în care aceste evenimente de impact au afectat evoluția planetelor terestre, putem obține o perspectivă nouă asupra modului în care s-au format planetele purtătoare de viață. La rândul său, acest lucru ne-ar putea ajuta să urmărim astfel de planete în sisteme extra-solare.
