Sammenstødsteorien for Månens oprindelse
Hypotesen om et kæmpe nedslag går ud på, at Månen blev skabt af vragrester fra en kollision mellem den unge Jord og en protoplanet på størrelse med Mars. Det er den foretrukne videnskabelige hypotese for Månens dannelse.
Beviset for denne hypotese kommer fra måneprøver, som viser, at:
- Månens overflade var engang smeltet
- Månens tilsyneladende relativt lille jernkerne og en lavere massefylde end Jorden, og
- beviser for lignende kollisioner i andre stjernesystemer (som resulterer i "skudskiver")
Det kolliderende legeme kaldes nogle gange Theia efter den mytiske græske Titan, som var mor til månegudinden Selene.
Der er flere ubesvarede spørgsmål i forbindelse med denne hypotese. Månens isotopforhold for ilt er stort set identisk med Jordens, og der er ingen tegn på et bidrag fra et andet sollegeme. Månens prøver har heller ikke de forventede forhold mellem flygtige grundstoffer, jernoxid eller siderofile grundstoffer (kemiske grundstoffer, der binder sig til jern), og der er intet bevis for, at Jorden nogensinde har haft det magmaocean, som hypotesen antyder.
Kunstnerisk billede af det kæmpe nedslag, der menes at have dannet Månen
Kontekst
Jordens relativt store naturlige satellit, Månen, er enestående. Under Apollo-programmet blev sten fra Månens overflade bragt til Jorden. Radiometrisk datering af disse sten har vist, at Månen er 4527 ± 10 millioner år gammel, hvilket er ca. 30-55 millioner år yngre end andre legemer i solsystemet. Nye beviser tyder på, at Månen er dannet endnu senere, nemlig 4,48 ± 0,02 Ga, eller 70-110 Ma efter solsystemets start. Et andet bemærkelsesværdigt træk er Månens relativt lave massefylde, hvilket må betyde, at den ikke har en stor metallisk kerne, som andre jordiske legemer i solsystemet har. Månen har en bulk-sammensætning, der minder meget om Jordens kappe og skorpe tilsammen, men uden Jordens kerne. Dette har ført til hypotesen om et gigantnedslag: tanken om, at Månen blev dannet under et gigantnedslag mellem proto-Jorden og en anden protoplanet.
Man mener, at den nedslagsmand, der nogle gange kaldes Theia, var lidt mindre end planeten Mars. Theia kolliderede med Jorden omkring 4,533 Ga. Modeller afslører, at da en impaktor af denne størrelse ramte proto-Jorden i en lav vinkel og med relativt lav hastighed (8-20 km/s eller 5,0-12,4 mi/s), blev meget materiale fra proto-Jords kapper (og proto-krusterne) og impaktoren kastet ud i rummet, hvor meget af det blev i kredsløb om Jorden. Dette materiale skulle i sidste ende danne Månen.
Imidlertid ville de metalliske kerner fra impaktoren være sunket gennem Jordens kappe for at smelte sammen med Jordens kerne, hvilket ville have udtømt Månen for metallisk materiale. Hypotesen om et kæmpe nedslag forklarer således Månens unormale sammensætning. De udkast, der var i kredsløb om Jorden, kunne være kondenseret til et enkelt legeme i løbet af få uger. Under indflydelse af sin egen tyngdekraft er det udskudte materiale blevet til et mere kugleformet legeme: Månen.
De radiometriske aldre viser, at Jorden allerede eksisterede i mindst 10 millioner år før nedslaget, hvilket er tid nok til at give mulighed for differentiering af Jordens primitive kappe og kerne. Da nedslaget fandt sted, blev kun materiale fra kappen skudt ud, og Jordens kerne af tunge grundstoffer blev ikke berørt.
Konsekvenser
Sammenstødet havde nogle vigtige konsekvenser for den unge Jord. Det frigjorde en enorm mængde energi, hvilket fik både Jorden og Månen til at blive helt smeltet. Umiddelbart efter nedslaget var Jordens kappe under kraftig konvektion, og overfladen var et stort magmaocean. Planetens første atmosfære må være blevet blæst helt væk af den enorme mængde energi, der blev frigivet. Man mener også, at nedslaget har ændret Jordens akse, så den store aksialhældning på 23,5° blev skabt, som er ansvarlig for Jordens årstider (en simpel, ideel model af planeternes oprindelse ville have en aksialhældning på 0° uden nogen genkendelige årstider). Den kan også have fremskyndet Jordens rotation.
Nyere beviser
Analyser af månesten, som Apollo-astronauter har bragt med sig tilbage fra månen, viser spor af Theia. Forskerne hævder, at dette bekræfter teorien om, at Månen blev skabt ved et katastrofalt sammenstød. Nogle forskere er overraskede over, at forskellen mellem det Theia-materiale, der er fundet i månens sten og i jorden, er så lille.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er hypotesen om kæmpepåvirkninger?
A: Hypotesen om et kæmpe nedslag går ud på, at Månen blev skabt af vragrester fra et sammenstød mellem den unge Jord og en protoplanet af Mars-størrelse.
Spørgsmål: Hvad er beviserne for hypotesen om et kæmpe nedslag?
A: Beviserne for denne hypotese kommer fra måneprøver, der viser, at Månens overflade engang var smeltet, Månens tilsyneladende relativt lille jernkerne og en lavere massefylde end Jorden, og beviser for lignende kollisioner i andre stjernesystemer (som resulterer i "skudskiver").
Spørgsmål: Hvad hedder det kolliderende legeme i hypotesen om et kæmpeslag?
Svar: Det kolliderende legeme kaldes nogle gange Theia efter den mytiske græske Titan, som var mor til Selene, månens gudinde.
Spørgsmål: Hvilke ubesvarede spørgsmål er der i forbindelse med hypotesen om et kæmpe nedslag?
A: De ubesvarede spørgsmål i forbindelse med denne hypotese er, at månens iltisotopforhold er stort set identisk med Jordens, uden tegn på et bidrag fra et andet sollegeme, at måneprøverne ikke har de forventede forhold af flygtige grundstoffer, jernoxid eller siderofile grundstoffer (kemiske grundstoffer, der binder sig til jern), og at der ikke er noget bevis for, at Jorden nogensinde har haft det magmaocean, som hypotesen antyder.
Spørgsmål: Hvilken videnskabelig hypotese er den foretrukne for dannelsen af Månen?
Svar: Den foretrukne videnskabelige hypotese for Månens dannelse er hypotesen om kæmpe nedslag.
Spørgsmål: Hvad er Månens massefylde i forhold til Jordens?
Svar: Månen har en lavere massefylde end Jorden.
Sp: Hvad er den mytiske græske Titan, der er forbundet med Månen i hypotesen om et kæmpe nedslag?
A: I hypotesen om kæmpe nedslag kaldes det kolliderende legeme nogle gange Theia efter den mytiske græske Titan, som var mor til Selene, månens gudinde.
