Nová teorie vzniku souputníka Země – Měsíce

Více než jedno století se astronomové dohadují nad otázkou vzniku souputníka Země – našeho Měsíce. Avšak výzkumníci z Yale University a z Japonska říkají, že znají odpověď. Nová studie¹ publikovaná 29. 4. 2019 v časopise Nature Geoscience vypracovaná ve spolupráci s geofyzikem z Yale University, kterým byl Shun-ichiro Karato, nabízí vysvětlení.

Mnoho teoretiků se domnívá, že těleso velikosti planety Mars narazilo do mladé Země a materiál vyvržený při této kolizi vytvořil základ Měsíce. Když byla tato představa testována na základě počítačových simulací, ukázalo se, že Měsíc by byl primárně vytvořen z materiálu impaktujícího tělesa. Jenomže opak je pravdou; na základě analýzy hornin dopravených na Zemi v rámci výprav v programu Apollo víme, že Měsíc je složen převážně z pozemského materiálu.

Klíčové je, říká Shun-ichiro Karato, že mladá Země, tzv. proto-Země – ve věku přibližně 50 miliónů roků po vzniku Slunce – byla pokryta oceány horkého magmatu, zatímco impaktor byl zřejmě tvořen tuhým materiálem. Karato se svými spolupracovníky se rozhodl prověřit nový model počítající s kolizí proto-Země pokryté oceány magmatu a tuhého impaktujícího tělesa.

TIP:   K přepólování magnetického pole Země dochází častěji, než jsme mysleli

Nový model ukázal, že po kolizi je magma zahřáté na mnohem vyšší teplotu než tuhé dopadající těleso. Magma následně zvětšilo svůj objem a po „vyšplouchnutí“ na oběžnou dráhu vytvořilo zárodek Měsíce, říkají astronomové. To vysvětluje, proč je mnohem více pozemského materiálu v povrchových vrstvách našeho souputníka. Dřívější modely nepočítaly s odlišným ohřevem mezi silikáty tvořícími proto-Zemi a impaktorem.

Podle našeho modelu je zhruba 80 % tělesa Měsíce tvořeno materiálem z proto-Země,“ vysvětluje Karato, který prováděl rozsáhlý výzkum chemických vlastností magmatu proto-Země. „Ve většině dřívějších modelů bylo naopak přibližně 80 % Měsíce tvořeno hmotou impaktoru. A to je velký rozdíl.“

Shun-ichiro Karato říká, že nový model potvrzuje dřívější teorie o tom, jak Měsíc vznikl, bez toho, aby navrhoval nekonvenční podmínky při kolizi – do určité míry je teoretikové používali ještě donedávna.

K účelu studie vedl Karato výzkum týkající se komprese roztavených silikátů. Skupina vědců z Tokyo Institute of Technology a RIKEN Center for Computational Science vyvinula matematický model za účelem předpovědi, jak materiál z kolize vytvoří zárodek Měsíce.

¹ Hlavním autorem studie byl Natsuki Hosono z RIKEN. Dalšími spoluautory byli Junichiro Makino a Takayuki Saitoh.
Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (scitechdaily.com, nature.com), autor: František Martínek, foto via scitechdaily.com. Doporučený odkaz: Natsuki Hosono, et al., “Terrestrial magma ocean origin of the Moon,” Nature Geoscience (2019)