Epäjohdonmukaisuudet kuun alkuperän hypoteesissa: miten Maan satelliitti syntyi?

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Emme tiedä tarkalleen, kuinka kuu syntyi. Suositun hypoteesin mukaan maa törmäsi kauan sitten Marsin kokoiseen planeettaan, ja satelliittimme muodostui roskista. Vain tässä jokin ei sovi yhteen.

Amerikkalaiset Hartman ja Davis esittivät hypoteesin Maan ja Teia-planeetan välisestä megatörmäyksestä vuonna 1975. Niinä kaukaisina aikoina aurinkokunnassa tunnettiin kahdenlaisia satelliitteja: ne, jotka ovat radikaalisti pienempiä kuin planeetat (Phobos ja Deimos lähellä Marsia, kaasu- ja jääjättiläisten satelliitit) ja Kuu. Hän oli ainoa satelliitti, jonka massa oli yli yksi prosentti hänen planeetansa massasta.

Kuun omituisuus vaati epätyypillistä selitystä sille, mistä se tuli. Aiemmat arvaukset olivat hieman naiivia ja helposti kumottavissa. Esimerkiksi Charles Darwinin poika oletti, että Maa pyöri kerran nopeammin ja siitä putosi valtava pala. Tämä ja vastaavat hypoteesit selittivät huonosti sen tosiasian, että Kuun rautasydän on Maahan verrattuna pieni, ja siinä uskottiin, ettei siellä ollut vettä.

Itse asiassa siihen aikaan vettä kuun kalliosta oli jo löydetty: se sisältyi Apollon toimittamaan maaperään (regolittiin). Löytö johtui maaperän saastumisesta tai meteoriiteista. Apollon lähellä olevaa vettä tallenneiden ioniilmaisimien lukemat johtuivat myös maaperän saastumisesta. Tiedemiehet hylkäsivät empiiriset tosiasiat, koska ne eivät sopineet silloisten kuun alkuperäteorioiden kanssa.

Kaikissa näissä teorioissa kuu ensin suli, minkä vuoksi sen piti menettää vettä. Tuon ajan tiede oletti vain yhden vaihtoehdon veden osumiselle kuuhun - komeetoilla. Mutta komeetan vedessä on erilainen vedyn suhde sen raskaaseen lajiin, deuteriumiin, ja amerikkalaisten Kuusta löytämässä vedessä näiden isotooppien suhde oli sama kuin maan päällä. Yhteensopimattomuus selittyy helpoimmin saastumisella.

Jäi kuitenkin epäselväksi, miksi regoliitti sisältää vähemmän titaania ja muita suhteellisen raskaita alkuaineita. Silloin syntyi hypoteesi megavaikutuksesta (mega-vaikutuksesta). Sen mukaan 4, 5 miljardia vuotta sitten muinainen planeetta Theia törmäsi Maan kanssa, ja supervoimakas isku heitti avaruuteen molempien planeettojen roskat - niistä muodostui Kuu ajan myötä. Maan ylemmissä kerroksissa on vähän raskaita alkuaineita, koska suurin osa niistä upposi magman ytimeen ja alempiin kerroksiin. Väitetään, että tämä johtuu kuun maaperän eroista.

Kävi ilmi, että maan satelliitti ei ollut ensisijainen, kuten esimerkiksi Jupiterin, vaan toissijainen - lisäksi poistettiin kysymys, miksi Kuun massa on niin suuri verrattuna itse Maan massaan. Myös amerikkalaisten hypoteesi selitti, miksi kuussa ei ole lainkaan vettä: kun planeetat törmäävät, roskien olisi pitänyt leimahtaa tuhansiin asteisiin - vesi yksinkertaisesti haihtui ja lensi avaruuteen. Toinen asia on, että Apollo-lentojen jälkeen ajatus vedettömästä kuusta oli itsepäinen tietämättömyys tosiseikoista.

Hypoteesi näytti hyvältä kolmen vuoden ajan. Mutta jo vuonna 1978 Charon, Pluton satelliitti, löydettiin. Jos Kuu on 80 kertaa vähemmän massiivinen kuin Maa, niin Charon on vain yhdeksän kertaa Plutoa kevyempi. Kävi ilmi, ettei kuussa ole mitään ainutlaatuista. Epäilykset heräsivät: suuret planeetat törmäävät todennäköisesti liian harvoin, jotta niin monia suuria satelliitteja ilmaantuisi.

Uusia haittoja toi kuun kivien analyysi laboratorioissa ja ensimmäiset tiedot muukalaisalkuperää olevista meteoriiteista. Kävi ilmi, että Kuu on isotooppisesti erottamaton vain Maasta, ja kaikki muut aurinkokunnan planeetat ovat selvästi erilaisia. Kuinka tämä tapahtui, jos Kuun oletetaan sisältävän toisen planeetan - hypoteettisen muinaisen Theian - ainetta? Ristiriidan selittämiseksi hypoteesi megasokista viimeisteltiin: Theian syntymäpaikkaa pidettiin … maan kiertoradana - siksi molempien planeettojen isotooppikoostumus on sama. Yhdessä paikassa muodostui kaksi planeettaa kerralla, jotka sitten törmäsivät.

Mutta ei ollut selvää, miksi kaksi planeettaa ilmestyi maan kiertoradalle ja yksi kerrallaan järjestelmän muiden planeettojen kiertoradalle. Lisätty ongelmia ja geologeja. Toinen kysymys heräsi: jos kahden planeetan mega-törmäys lämmitti maata ja sen roskat, mistä vesi tuli planeetalta? Kaiken kaikkiaan sen olisi pitänyt haihtua.

Mega-iskuteoriasta oli jo tullut erittäin suosittu, siitä ei haluttu luopua, joten esitettiin ajatus, että vesi ilmestyi Maahan myöhemmin - sen toivat planeetalle miljardeja vuosia putoaneet komeetat. Mutta pian havaittiin, että vedyn ja hapen isotooppien suhde komeetan vedessä on hyvin erilainen kuin maan päällä. Se muistuttaa enemmän Maan asteroidien vettä, mutta sitä on niissä hyvin vähän, eli ne eivät voi olla valtameriemme lähde.

Lopulta 2000-luvulla kuusta alettiin löytää veden jälkiä. Ja kun mega-iskun hypoteesin kannattajat ehdottivat, että komeetat toivat tämän veden, hollantilaiset geologit osoittivat, että kuun kivet eivät olisi voineet muodostua nykyisessä muodossaan ilman veden läsnäoloa satelliitin muodostumisen alusta alkaen. Tilannetta pahensivat venäläiset tähtitieteilijät: heidän mukaansa tyypillinen komeetan törmäys Kuuhun johtaa yli 95 prosentin vedestä lähtemiseen takaisin avaruuteen.

Tilanne heijastui parhaiten vuoden 2013 artikkelissa, jonka otsikko oli "Vaikutusteoria on loppunut".