Yleisimmin hyväksytyn teorian mukaan Kuu muodostui suunnilleen 4,5 miljardia vuotta sitten, kun Theian niminen Marsin kokoinen esine törmäsi maan päälle (alias. Jättiläinen vaikutushypoteesi). Tämä isku heitti huomattavia määriä roskia, jotka vähitellen koalistuneet muodostamaan Maan ainoan luonnollisen satelliitin. Yksi tämän teorian vakuuttavimmista todisteista on se, että Maa ja Kuu ovat koostumuksensa suhteen huomattavan samankaltaiset.
Aikaisemmat tutkimukset, joissa on mukana tietokonesimulaatioita, ovat kuitenkin osoittaneet, että jos Kuu olisi luonut jättiläismäisen iskun, sen olisi pitänyt pitää enemmän materiaalia itse iskulaitteesta. New Mexico Universityn ryhmän suorittaman uuden tutkimuksen mukaan on kuitenkin mahdollista, että maa ja kuu eivät ole yhtä samankaltaisia kuin aiemmin ajateltiin.
Tutkimusta, joka kuvaa heidän havaintojaan, nimeltään ”Maan ja Kuun erilliset happisotooppikoostumukset”, ilmestyi äskettäin lehdessä Luonnontieteellinen. Tutkimuksen tekivät Erick J. Cano ja Zachary D. Sharp UNM: n maapallo- ja planeettatieteellisestä laitoksesta ja Charles K. Shearer UNM: n meteoriikan instituutista.
Teoria siitä, että maa ja kuu olivat kerran yksi ruumis, on ollut olemassa 1800-luvulta lähtien. Mutta vasta Apollo-astronautit toivat kivinäytteet takaisin, tutkijoilla oli lopullinen näyttö siitä, että Maa ja Kuu muodostuivat yhdessä. Nämä näytteet osoittivat, että Kuin koostui maapallon tavoin silikaattimineraaleista ja metalleista, jotka erotettiin metallisydänstä ja silikaattivaipan ja kuoren välillä.
Vaikka Kuussa on vähemmän rautaa ja vähemmän kevyempiä elementtejä, jättiläinen vaikutushypoteesi selittää tämän melko hyvin. Rauta, erityisen raskas elementti, olisi pitänyt maapallolla, kun taas iskun lämpö ja räjähdysvoima saivat kevyemmät elementit kiehumaan ja poistumaan avaruuteen. Loput materiaalista maasta ja Theiasta olisi sitten jäähtynyt ja sitten sekoittunut muodostamaan maapallon ja kuun sellaisena kuin tunnemme ne tänään.
Tämä teoria selittää myös nopeuden ja luonteen, joilla Kuu kiertää maata; erityisesti kuinka se on vuorovesilukittu planeettamme kanssa. Aikaisemmat tutkimukset, joissa on mukana tietokoneen simulaatioita, ovat kuitenkin osoittaneet, että tässä skenaariossa noin 80% Kuun tulisi koostua Theiasta peräisin olevasta materiaalista.
Tämä on vakava ongelma tähtitieteilijöille ja geologeille, ja tämän selvittämiseksi on kehitetty useita teorioita. Yhdessä skenaariossa Theia oli koostumukseltaan samanlainen kuin Maa, mikä selittäisi miksi Maa ja Kuu näyttävät niin samanlaisilta. Toisessa materiaalien sekoitus oli erittäin perusteellista siihen pisteeseen, että sekä Maa että Kuu pitävät Theian elementtejä.
Valitettavasti nämä selitykset ovat joko ristiriidassa sen kanssa, mitä tiedämme aurinkojärjestelmästä, tai esittävät omat teoreettiset ongelmansa. Valottaakseen tätä Cano ja hänen kollegansa pitivät merkittävää epäjohdonmukaisuutta jättiläinen vaikutushypoteesin kanssa. Pohjimmiltaan, kun tutkijat tutkivat Apollon kuukallionäytteitä, he totesivat, että hapen isotooppiarvot olivat käytännöllisesti identtisiä tässä maan päällä olevissa kiveissä olevien arvojen kanssa.
Jos jättiläinen iskuhypoteesi on oikea, niin maan ja Kuun edeltäjillä oli aluksi identtiset arvot tai törmäystapahtuman jälkeen tapahtui laaja homogenisointi. Tämän ratkaisemiseksi Cano ja hänen kollegansa tekivät tarkan happi-isotooppianalyysin useille erilaisille kuun kiville. He löysivät, että kuukausikivit osoittivat korkeampia pitoisuuksia vaaleampia happi-isotooppeja kuin Maa.
Lisäksi erot lisäävät syvempää koetinta kuoresta vaippaan. He katsovat tämän johtuvan siitä, että kuori on siellä, missä Maan ja Theian roskat olisivat sekoittuneet, kun taas sisätila on siinä, jossa Theian materiaali olisi keskittynyt enemmän. Kuten he tekevät tiivistelmän tutkimuksessaan:
”Kuunäytteiden happi-isotooppiarvot korreloivat litologian kanssa, ja ehdotamme, että erot voidaan selittää sekoittamalla isotooppisesti kevyet höyryt, jotka aiheutuvat iskusta, ja varhaisen kuun magma-valtameren ulompi osa. Tietojemme mukaan syvästä kuunvaipasta peräisin olevilla näytteillä, jotka ovat isotooppisesti raskaita maahan verrattuna, on isotooppisia koostumuksia, jotka edustavat kaikkein protokuunin vaikuttajaa "Theia". "
Yhteenvetona voidaan todeta, että ryhmän tutkimustulokset osoittavat, että Maa ja Theia eivät olleet koostumuksiltaan samanlaisia, mikä antaa ensimmäisen lopullisen todisteen siitä, että Theia muodostui todennäköisesti kauempana auringosta kuin Maa. Samoin heidän työnsä osoittavat, että Theian ja Maan erillisiä happi-isotooppikoostumuksia ei homogenisoitu täysin Kuun muodostavan iskun vaikutuksesta.
Tämä tutkimus herättää mielessä tutkimuksen, jonka hiljattain suoritti Yale-ryhmä ja Tokion teknillinen instituutti. Heidän työnsä mukaan maa oli vielä kuuma magman pallo, kun Kuun muodostava vaikutus tapahtui. Tämän avulla Theian materiaali olisi voinut kadota avaruuteen, kun taas Maapallosta peräisin oleva materiaali yhdistyi nopeasti muodostamaan Kuun.
Kadotettiinko Theian materiaalia avaruuteen vai säilytettiinkö se osana Kuun sisustusta, kysymys, jonka tutkijat voivat tutkia perusteellisemmin tulevina vuosina tapahtuvien lukuisten näytteen palautusoperaatioiden ansiosta. Näihin kuuluu NASA, joka lähettää astronautit takaisin kuun pintaan (Projekti Artemis) ja useita Kiinan lähettämiä reittejä (Chang'e 5 ja Chang'e 6 virkamatkat).
Nämä ja muut maan ainoan satelliitin mysteerit tarjoavat hyvät mahdollisuudet saada vastaus pian!
