Cum a devenit Luna satelitul Pământului este o întrebare îndelung dezbătută.

Teoria unui impact catastrofal afirmă că Luna s-a format din coliziunea Pământului timpuriu cu un corp planetar, numit Theia. Aceasta a devenit una dintre cele mai vehiculate explicații privind originea Lunii.

Detaliile privind modul cum s-ar fi întâmplat acest lucru nu au fost înțelese și există multe observații pe care oamenii de știință încă se chinuie să le explice.

Un nou studiu, care a fost publicat în Nature Geoscience, încearcă să clarifice formarea Lunii prin rezolvarea unuia dintre cele mai mari mistere din jurul ipotezei impactului a 2 corpuri planetare: de ce în urma unui astfel de impact Luna a rezultat aproape identică cu Pământul și nu cu Theia, presupunând că acest cop ceresc chiar a existat.

Conform teoriei impactului, Theia a fost un corp de mărimea planetei Marte sau chiar mai mic, diametrul acestuia fiind probabil jumătate din cel al Pământului. Acest corp ceresc s-a ciocnit cu planeta Pământ, care se afla încă în curs de formare, în urmă cu 4,5 miliarde de ani.

În urma acestei coliziuni a fost degajată o căldură ce a format oceane de magmă topită și, de asemenea, au fost expulzate o mulțime de resturi în jurul Pământului care, ulterior, s-au aglomerat formând Luna.

Această teorie explică fenomenul de blocare mareică a Lunii cu Pământul prin care numai o față a Lunii este vizibilă de pe Pământ.

Acesta este motivul pentru care misiunea Chang’e 4, în urma căreia China a reușit să trimită prima sondă spaţială care a aterizat pe faţa ascunsă a Lunii, în anul 2019, a reprezentat un  succes deosebit.

Luna și Pământul sunt aproape identice din punct de vedere al compoziției. Diferențele sunt că Luna are mai puțin fier și mai puține elemente chimice ușoare, cum ar fi hidrogenul, care sunt necesare pentru formarea apei.

Teoria impactului catastrofal explică această constare. Elementele chimice grele ar fi fost reținute pe Pământ, iar căldura produsă în timpul impactului ar fi evaporat elementele mai ușoare în timp ce restul elementelor de pe Pământ și Theia s-ar fi amestecat.

Modelele computerizate au reprodus evenimentele probabile care au dus la formarea Lunii. Modelele care se potrivesc cel mai bine tuturor observațiilor sugerează că Luna ar trebui să fie compusă, în proportie de aproximativ 80%, din materialul originar de pe Theia.

De ce este atunci Luna atat de similară cu Pământul?

O explicație ar putea fi că Theia și Pământul timpuriu au avut o compoziție identică. Acest lucru este puțin probabil, deoarece fiecare corp planetar din Sistemul Solar are o compoziție unică care reflectă distanța față de Soare unde s-a format corpul respectiv.

O altă explicație ar fi ca amestecul rezultat din ciocnirea celor două corpuri să fi fost mult mai intens decat s-a anticipat, lăsând o semnătură mai puțin evidentă a Theiei pe Lună. Acest lucru este puțin probabil, deoarece ar necesita un impact mult mai mare decât cel care a avut loc de fapt conform simularilor.

Noul studiu rezolvă această dilemă arătând că Pământul și Luna nu sunt atât de asemănătoare cum s-a crezut anterior.

Cercetătorii au analizat, cu mare precizie, distribuția izotopilor de oxigen din rocile aduse de pe Lună de către astronauții misiunilor Apollo.

Nucleul atomic al oricărui element chimic este format din particule cunoscute sub numele de protoni și neutroni.

Izotopii unui element chimic au același număr de protoni în nucleu ca versiunea obișnuită a atomului respectiv, dar un număr diferit de neutroni. În acest caz, izotopul de oxigen, O-18, care are 8 protoni și 10 neutroni, este puțin mai greu decât O-16, care are 8 protoni și 8 neutroni.

Studiul arată că există o mică diferență între Pământ și Lună în ceea ce priveste proporția izotopilor de oxigen. Mai mult decât atât, diferența se mărește în cazul rocilor din mantaua Lunii, care este un strat aflat sub suprafață sau crustă și în care există mai multi izotopi ușori ai oxigenului decât pe Pământ.

Această constatare este importantă. Crusta este locul unde a ajuns amestecul de resturi, în timp ce în adâncime există mai multă materie provenită de pe Theia.

În concluzie, Theia și Pământul nu au fost identice, așa cum nici Luna și Pământul nu sunt identice. Aceste rezultate oferă un plus de informații despre Theia.

Ca urmare a gravitației, este de așteptat ca izotopii grei să predomine în apropierea Soarelui. În comparație cu Pământul, Theia conținea mai mulți izotopi ușori ai oxigenului, ceea ce sugerează că s-a format mai departe de Soare decât Pământul.

Traducere si adaptare dupa How the moon formed – new research