Kuu on vanha - niin paljon on varmaa.
Kuin on ollut maan ja muun aurinkokunnan tavoin noin 4,5 miljardia vuotta. Mutta yritä rajata planeettojen ikää enempää, ja tiedemiehillä on vaikea sopia asiasta. Onko kuuimme "vanha kuu", joka muodostui 30 miljoonaa vuotta aurinkokunnan muodostumisen jälkeen, vai "nuori kuu", joka muodostui 170 miljoonaa vuotta myöhemmin?
Uudessa tutkimuksessa, joka julkaistiin 29. heinäkuuta lehdessä Nature Geoscience, tutkijat kuvaavat uusia todisteita siitä, että kuu on ilmeisesti vanhemmalla puolella. Analysoimalla harvinaisten radioaktiivisten elementtien suhteita Apollo-operaatioiden aikana kerätyssä kuukivikivinäytteessä Saksan tutkijat kavensivat kuun muodostumispäivää noin 50 miljoonaan vuoteen aurinkokunnan syntymän jälkeen - 150 miljoonaa vuotta aikaisemmin kuin monet tutkimusten arvio.
Tämä on hyödyllistä tietoa, jos haluat esimerkiksi ostaa kuulle kakun, jolla on riittävä määrä syntymäpäiväkynttilöitä - tai kuten tutkimuksen kirjoittajat kirjoittivat, jos haluat rajoittaa paremmin maapallon syntymäaikaa.
"Koska Kuun muodostuminen oli viimeinen suuri planeettatapahtuma Maan muodostumisen jälkeen, myös Kuun ikä tarjoaa maapallolle alaikärajan", geologi ja johtava tutkimuksen kirjoittaja, Kölnin entisen tutkijan Maxwell Thiemens sanoi lausunnossaan.
Tämä johtuu siitä, että kuu, joka todennäköisesti muodostui epärehellisen jälkeen, Marsin kokoinen planeetta törmäsi nuoren maan kanssa aurinkokunnan alkuaikoina. Tämän jättiläismäisen törmäyksen roskat (lähinnä maapallon jauhemaisen vaipan bitit) suihkutettiin ilmakehään, lopulta yhdistyen pyöreään, kiviseen satelliittiin, jota tunnemme ja rakastamme.
Tämä teoria selittää miksi maapallolla ja kuulla on lähes identtinen kemiallinen koostumus. On esimerkiksi mahdollista, että kun tämä roisto-iskulaite iski nuorelle planeetallemme, se poimit Maasta joitain harvinaisia elementtejä, jotka eivät todennäköisesti tule muualta aurinkojärjestelmästä. Tutkiessaan joidenkin radioaktiivisten elementtien hajoamista nykyaikaisissa kuun kivissä, saksalaiset tutkijat yrittivät rajoittaa suurten vaikutusten ja kuun muodostumisen päivämääriä.
Ryhmä oli utelias etenkin kahdesta harvinaisesta isotoopista (elementtien eri versioista) - hafnium-182 ja isotoopista, josta se lopulta muuttuu radioaktiivisen hajoamisen ajon jälkeen, volframi-182.
Näiden elementtien suhteellinen runsaus voi toimia eräänlaisena kosmisena kellona, tutkijat kirjoittivat, koska halfnium-182: n puoliintumisaika on noin 9 miljoonaa vuotta (tarkoittaen, että puolet annetusta elementin määrästä olisi hajonnut joku muu sen jälkeen).
"Siihen mennessä, kun olemme saavuttaneet kahdeksan puoliintumisaikaa (noin 64 miljoonaa vuotta), elementti on toiminnallisesti sukupuuttoon kuollut", aurinkojärjestelmästä, Thiemens kertoi Live Sciencelle sähköpostissa. Se asettaa kovan rajan mahdollisille päivämäärille, joina proto-kuu olisi voinut poimia isotoopin törmäyksessä maan kanssa; Jos hafnium-182 on koskaan ollut kuulla, törmäyksen on pitänyt tapahtua noin 60 miljoonan vuoden sisällä aurinkokunnan muodostumisen jälkeen, ennen kuin nämä harvinaiset isotoopit katoavat kokonaan.
Kuten tutkijat odottivat, Apollon kuu-kivinäytteet osoittautuivat runsaammiksi volframi-182: ssa kuin vastaavissa maapallon kallioissa - mikä viittaa siihen, että kuu oli todellakin kerran ollut rikas hafnium-182: ssa.
Joten kuinka tutkijat voivat olla varmoja siitä, että kuun gluteenin volframi-182 todella tuli rappeutuneesta hafnium-182: sta, eikä sitä vain kaapattu maasta sen jälkeen, kun rappeutumisprosessi oli päättynyt? Thiemensin mukaan se liittyy siihen, miten elementit jakautuivat Maan muodostumisen aikana.
"Kun planeetta muodostuu, se on täysin sula", Thiemens sanoi. Kun maapallon ydin muodostui (noin 30 miljoonaa vuotta aurinkokunnan jälkeen), raskaat elementit, kuten rauta, upposivat ytimeen ja ottivat mukanaan siderofiilisia (tai "rautaa rakastavia") elementtejä. Samaan aikaan litofiiliset ("kiviä rakastavat") elementit pysyivät pääasiassa lähellä pintaa tullakseen osaksi planeetan vaippaa. Koska volframi on siderofiili, mikä tahansa volframi-182, joka oli ympärillä valtavan iskun aikana, todennäköisesti olisi jo uppoutunut maan ytimeen, Thiemens sanoi. Sillä välin hafniumia olisi litofiilina todennäköisesti ollut runsaasti maan vaipassa, suoraan iskun kohdalla. Siksi on turvallista olettaa, että volframi-182: n runsaus kuunäytteissä tuli tänään rappeutuneesta hafnium-182: sta, joka oli kerätty maapallolta aurinkokunnan elämän ensimmäisen 50 miljoonan tai 60 miljoonan vuoden aikana.
Kuu on siis vanha - luultavasti jopa vanhempi kuin useimmat meistä ajattelivat. Ja jos kysyt meiltä, se ei näytä päivältä yli 4,3 miljardia.
