Ny upptäckt som visar än mer att månen kom till genom en krock med Jorden

 

En tvärvetenskaplig internationell forskargrupp har nyligen upptäckt en massiv anomali djupt inne i jordens inre som kan vara en rest från kollisionen för cirka 4,5 miljarder år sedan av två planeter Gaia (som blev nuvarande Jorden) och Theia (som blev månen).

Denna forskning ger viktiga  insikter inte bara om jordens inre struktur utan också om dess långsiktiga utveckling och bildandet av det inre av solsystemet.

Studien, som förlitade sig på beräkningsmetoder för strömningsdynamik som utvecklats av professor DENG Hongping vid Shanghai Astronomical Observatory (SHAO) vid den kinesiska vetenskapsakademin, publicerades som ett omslag i Nature den 2 november.

Bildandet av månen har varit en gåta för flera generationer av forskare. Rådande teori har föreslagit att under de sena stadierna av jordens tillväxt för cirka 4,5 miljarder år sedan inträffade en massiv kollision  mellan den ursprungliga jorden (Gaia) och en protoplanet av Mars storlek känd som Theia. Månen tros ha bildats av spillrorna som genererades av denna kollision.

Numeriska simuleringar har indikerat att månen sannolikt fick material främst från Theia medan Gaia, på grund av sin mycket större massa, endast blev lätt förorenad av Theia-material.

Eftersom Gaia och Theia var olikartade planeter  bestående av olika material, föreslogs i teorin att månen – som dominerades av theiskt material – och jorden – som dominerades av Gaias material – borde ha distinkta sammansättningar. Isotopmätningar med hög precision avslöjade dock senare att jordens och månens sammansättning är anmärkningsvärt lika vilket utmanar den konventionella teorin om hur månen bildas.

Även om olika förfinade modeller av den gigantiska effekten senare har föreslagits, har de alla ställts inför utmaningar.

För att ytterligare förfina teorin om månbildning började professor DENG forska om månens bildning 2017. Han fokuserade på att utveckla en ny beräkningsmetod för strömningsdynamik som kallas Meshless Finite Mass (MFM), som utmärker sig av att noggrant modellera turbulens och materialblandning.

Genom att använda detta nya tillvägagångssätt och genom att genomföra många simuleringar av det gigantiska nedslaget, upptäckte professor DENG att den tidiga jorden uppvisade mantelskiktning efter nedslaget, där den övre och nedre manteln hade olika sammansättningar och tillstånd. Närmare bestämt hade den övre manteln en magmaocean, skapad genom en grundlig blandning av material från Gaia och Theia, medan den nedre manteln förblev i stort sett solid och behöll Gaias materialsammansättning.

Bild vikipedia: En konstnärs skildring av den hypotetiska effekten av en planet som Theia och jorden

Ytterligare en ledtråd funnen om månens ursprung

 

I en studie som nyligen publicerats i tidskriften Science Advances rapporterar en forskargrupp ett resultat som visar att månen fått ädelgaserna helium och neon från jordens mantel. Upptäckten lägger till den redan starka troligheten till teorin att månen bildades genom en massiv kollision mellan jorden och en annan himmelsk kropp än mer trolig. Se bild ovan och text längst ned i detta inlägg.

Under sin doktorandforskning vid ETH Zürich analyserade Patrizia Will sex prover av månmeteoriter från en insamling från Antarktisk erhållna från NASA. Meteoriterna består av basaltsten som bildades när magma vällde upp från månens inre och snabbt svalnade. Magman förblev täckt av ett basaltskikt efter bildningen vilket skyddade den från kosmisk strålning och solvind. Kylningsprocessen resulterade i bildandet av månglaspartiklar i  mineraler i magman. Will med team upptäckte att glaspartiklarna innehåller solgasernas kemiska fingeravtryck (isotopsignaturer): helium och neon från månens inre.

Resultatet stöder starkt att månen fått dessa ädelgaser som är inhemska på jorden (vid den krasch planeten Theia gjorde med Jorden som resulterade i månen). "Att hitta solgasers isotopsignatur vilket nu skett för första gången, i basaltiska material från månen som inte är relaterade till någon exponering av månytan var ett spännande resultat", säger Will. 

Utan ett skydd av en atmosfär kastas sten ut från månen vid asteroidnedslag på månen och bitar har i alla tider ibland träffat jorden och en del hamnade till slut på Antarktis där de lättast hittas i isen. Så småningom hamnade som sagt dessa stenfragment på jorden i form av meteoriter. Många av de meteoritprover som plockas upp kommer från upphittare i öknarna i Nordafrika eller  som här i den "kalla öknen" i Antarktis där de är lättare att upptäcka i isen. 

 I Noble Gas Laboratory i ETH Zürich finns en toppmodern ädelgasmasspektrometer vid namn "Tom Dooley".  Med hjälp av Tom Dooley kunde forskargruppen mäta glaspartiklar under millimeters storlek i meteoriterna och utesluta solvind som källa till de detekterade gaserna. Heliumet och neonet som de upptäckte var i ett mycket högre halt än väntat.

Tom Dooley är så känslig att det är det enda instrument i världen som kan detektera minimala koncentrationer av helium och neon. Det användes för att upptäcka dessa ädelgaser i kornen i den 7 miljarder år gamla Murchison-meteoriten vilket är den äldst kända meteoriten vi känner till på jorden. 

Att veta var man ska leta i NASA:s stora samling av cirka 70000 godkända meteoriter är ett stort steg framåt. "Jag är starkt övertygad om att det kommer att bli en kapplöpning om att studera tunga ädelgaser och isotoper i meteorit material", säger ETH Zürichprofessor Henner Busemann, expert inom området utomjordisk ädelgasgeokemi. Han räknar med att forskare kommer att söka efter ädelgaser som xenon och krypton som är mer utmanande att identifiera. De kommer också att söka efter andra flyktiga element som väte eller halogener i månmeteoriterna. Alla vill vara först med nya upptäckter (min anm.).

Busemann säger, "Även om sådana gaser inte är nödvändiga för livsformer skulle det vara intressant att veta hur några av dessa ädelgaser överlevde månens brutala och våldsamma bildning. Denna kunskap skulle hjälpa forskare inom geokemi och geofysik att skapa nya modeller som visar mer generellt hur sådana flyktiga element kan överleva vid planetbildning, i vårt solsystem och bortom vårt.

Ovan bild från vikipedia visar en animation av händelsen där den hypotetiska planeten Theia kolliderar med jorden och resulterar månen. På bilden är varje steg i animationen (före kollisionen) ett år medan jorden hela tiden befinner sig i samma position.

Kan det okända materialet i jordens inre vara rester efter Theia?

 

Den 19 mars beskrev jag en upptäckt gjord av forskare vid Australian National University i Canberra. Upptäckten  att något finns i jordens innandöme i det inre av järnkärnan  som vi inte förstår.

Nu har andra forskare denna gång vid ASU (Arizona state university) utarbetat en  teori om vad det kan vara. Teorin utgår frånTheia.

Theia anses ha kolliderat med  jorden för cirka 4,533 miljarder år sedan. Detta var innan jorden fullbordats. Theia var av Mars storlek (enligt teorin) och att jorden inte förstördes vid kollisionen kan vi vara glada för. Resterna från Theia samlades runt jorden och bildade vad som blev den tidiga månen. Efter att rester från kollisionen flög ut i rymden, tror vissa forskare att detta resulterade i bildandet av två månar vilka över tid slogs samman till den måne vi har i dag.

 Denna teori om två månar var enligt flera forskare nödvändigt för att förklara  skillnaden mellan ytan på månens framsida och baksida (men alla forskare anser inte denna förklaringsmodell med två månar är nödvändig). Teorin visar också anledningen till att jordens kärna är större än vad den borde vara för en planet av jordens storlek (och detta kanske var utgångsteorin för den nu framställda forskningen)

 Den nya teorin att en hel del av Theias mantel hamnade i jordens mantel och detta skulle vara det okända jag beskrev den 19 mars i ett inlägg om forskning av forskare i Australien. Spåren efter Theia l ska enligt forskarna i Arizona finnas under den afrikanska kontinenten och under Stilla havet. 

Svårt att veta om detta kan vara en teori som håller (min anm.) omöjlig är den inte. Så kanske den stämmer.

Bild från vikipedia på en illustration av den hypotetiska planeten Theia.

Bevis börjar hittas för att Jorden och Månen bildades av varandra. Planeten Theia kan ha varit den ursprungliga källan för detta skeende.

Theia  planet vilken setts som fantasiprodukt av många då den anses ha krockat med Jorden för länge sedan och av de spillror som uppkom bildat Jorden som vi känner den och även Månen.

Idag är det fler som anser att Jorden och Månen måste ha samma ursprung än vad som tidigare troddes. Bevis är Apollofärdernas hemtagna material från Månen.

Ett bevis är att Jorden och Månen har samma slag av syreisotoper vilket knappast kan vara en slump. Ett annat bevis är att  av de stenar apollobesättningar tog hem från Månen hade sju stenar exakt samma sammansättning som Stenar tagna från Jordens mantel insamlade i Arizona och på Hawaii.  En nästintill omöjlighet om inte Jorden och Månen skapats samtidigt.

Theia har med detta mer bekräftat sin existens en gång för länge sedan. Theia var i storlek som Mars enligt matematiska beräkningar. Framtiden får visa om mer stämmer för Tehias existens den gången olyckan hände ca 100 miljoner efter det första originaljorden bildats.