Znanstveniki že stoletja poskušajo razložiti, kako je nastala Luna. Medtem ko so nekateri trdili, da je nastala iz materiala, ki ga je Zemlja izgubila zaradi centrifugalne sile, so drugi trdili, da je predhodno oblikovano Luno ujela Zemljina gravitacija. V zadnjih desetletjih je bila najbolj sprejeta teorija Hipoteza velikanskega vpliva , ki navaja, da je Luna nastala po tem, ko je Zemljo pred 4,5 milijarde let udaril objekt velikosti Mars (imenovan Theia).
Glede na novo študijo mednarodne skupine raziskovalcev lahko ključ do dokazovanja, katera teorija je pravilna, izvira iz prvih jedrskih poskusov, opravljenih tukaj na Zemlji, pred približno 70 leti. Po preučevanju vzorcev radioaktivnega stekla, pridobljenega s testnega mesta Trinity v Novi Mehiki (kjer je bila eksplodirana prva atomska bomba), so ugotovili, da so vzorci luninih kamnin pokazali podobno izčrpavanje hlapnih elementov.
Študijo je vodil James Day – profesor geoznanosti na Inštitut za oceanografijo Scripps na Kalifornijski univerzi v San Diegu. Skupaj s svojimi kolegi – ki prihajajo iz Pariški inštitut za fiziko Zemlje , McDonnell Center za vesoljske znanosti in NASA vesoljski center Johnson – pregledali so vzorce stekla, pridobljene s testnega mesta Trinity, da bi ugotovili njihovo kemično sestavo.
Okvir ognjene krogle 'Trinity', posnet 0,025 sekunde po detonaciji atomske bombe. Zasluge: ameriška vlada Agencija za zmanjševanje obrambne grožnje
To steklo, znano kot trinit, je nastalo, ko je bila plutonijeva bomba eksplodirana na poligonu Trinity leta 1945 kot del projekta Manhattan. Na razdalji 350 metrov (1100 čevljev) od ničelne točke je bil arkozični pesek (ki je predvsem sestavljen iz kremenovih zrn in glinenca) zaradi izjemne toplote in pritiska, ki sta jo povzročila velika eksplozija, pretvorjen v zeleno obarvano steklo.
Znanstveniki že leta preučujejo te steklene usedline, za katere so ugotovili, da so posledica eksplozije sesanega peska in nato kot staljena tekočina padala na površino. Ko so ga Day in njegovi kolegi preučili, so ugotovili, da so bili vzorci stekla osiromašeni s cinkom in drugimi hlapnimi elementi – za katere je znano, da izhlapevajo pod ekstremno vročino in tlakom – odvisno od tega, kako daleč so od tal.
Glede na njihovo študijo, ki je bila objavljena v Napredek znanosti 8. februarja 2017 so bili vzorci trinita, ki so bili pridobljeni med 10 in 250 metri (30 do 800 čevljev) od mesta eksplozije, izčrpani s temi elementi veliko bolj kot vzorci, ki so bili odvzeti od daleč. Poleg tega so bili izotopi cinka, ki so ostali, težji in manj reaktivni kot pri drugih.
Nato so te rezultate primerjali s študijami, opravljenimi na luninih kamninah, ki so pokazale podobno izčrpavanje hlapnih elementov. Iz tega so ugotovili, da so na Luni nekoč obstajali podobni toplotni in tlačni pogoji, zaradi katerih so ti elementi izhlapevali. To je skladno s teorijo, da se je v preteklosti zgodil ogromen udar, ki je Lunino površino spremenil v ocean magme.
Močan udarec je morda oblikoval Luno, toda drugi veliki udarci bi lahko določili sestavo Zemlje in drugih planetarnih teles. Zasluge za sliko: Joe Tucciarone
Kot je Day pojasnil v UC San Diego izjava za javnost :
»Rezultati kažejo, da izhlapevanje pri visokih temperaturah, podobnih tistim na začetku nastajanja planeta, vodi do izgube hlapnih elementov in do obogatitve s težkimi izotopi v materialih, ki so ostali iz dogodka. To je bila običajna modrost, zdaj pa imamo eksperimentalne dokaze, ki to pokažejo.'
Medtem ko je od osemdesetih let prejšnjega stoletja prevladujoča teorija hipoteza velikanskega vpliva, je razprava v teku in predmet novih ugotovitev. Na primer nazaj noter januarja 2017 , nova študija, objavljena vGeoznanost o naravi– ki ga je vodil Raluca Rufu iz Weizmannov inštitut za znanost v Rehovotu v Izraelu – nakazalo, da je bila Luna morda posledica številnih manjših trkov.
Z računalniškimi simulacijami je ekipa Weizmamanna ugotovila, da bi lahko številni majhni udarci oblikovali številne lune okoli Zemlje, ki bi se nato združile in ustvarile Luno. Toda s tem, ko so pokazali, da so hlapni elementi podvrženi enakim reakcijam na toploto in pritisk, ne glede na to, kje se reakcija odvija, so Day in njegovi sodelavci ponudili nekaj trdnih dokazov, ki kažejo na en sam udarni dogodek.
Ta študija je le zadnja v seriji, ki pomaga zemeljskim znanstvenikom postaviti omejitve glede tega, kdaj in kako je nastala Luna, kar nam tudi pomaga bolje razumeti zgodovino Osončja in njegovega nastanka.
Nadaljnje branje: Napredek znanosti , UCSD