Model af nedslagsdannelse af Månen

Modellen for månens nedslagsdannelse (udtrykket "Model of a megaimpact" [1] [2] bruges også , "Giant collision" (fra engelsk.  Giant impact ), etc.) er en almindelig hypotese for formationen af Månen . Ifølge denne model opstod Månen som et resultat af et sammenstød mellem en ung Jord og et objekt, der i størrelse ligner Mars [3] . Dette hypotetiske objekt kaldes undertiden Theia , efter en af ​​Titanide-søstrene , moderen til Helios , Eos og Selene (månen).

Denne hypotese understøttes af Månens fattigdom med hensyn til flygtige grundstoffer, den lille størrelse af dens jernsulfidkerne , overvejelser relateret til vinkelmomentet af Jord-Måne-systemet [3] , månens jordprøver, der indikerer, at Månens overflade var en gang smeltet, og også tegn på lignende kollisioner i andre stjernesystemer.

Der er dog flere spørgsmål relateret til denne hypotese, som ikke har fået en forklaring. Disse omfatter: manglen på forventede procenter af flygtige stoffer, jernoxider eller siderofiler i måneprøver og manglen på beviser for, at Jorden engang havde magmahave , antydet af denne hypotese.

De data, der er opnået inden for rammerne af Apollo-programmet , ifølge hvilke forholdet mellem titaniumisotoper i måneprøver falder sammen med jordens, kræver en revision af eksisterende modeller for dannelsen af ​​Månen under hensyntagen til isotophomogenitet. I øjeblikket er der flere modifikationer af kollisionsteorien, der giver os mulighed for at forklare denne homogenitet. Især Theia kunne være mere massiv end tidligere antaget, eller månen kunne køle længere [4] .

Den gigantiske effektteori blev først fremsat af William K. Hartmann og Donald R. Davis i 1975 i en artikel [5] offentliggjort i tidsskriftet Icarus .

Kollisionsscenarie

Kort efter sin dannelse kolliderede Jorden med protoplaneten Theia. Slaget faldt ikke i midten, men i en vinkel (næsten tangentielt). Som et resultat smeltede planeternes kerner sammen, og fragmenter af deres silikatkapper blev kastet ud i kredsløb nær Jorden [7] . Proto-månen samlede sig fra disse fragmenter og begyndte at kredse med en radius på omkring 60.000 km .

Som et resultat af påvirkningen modtog Jorden en kraftig stigning i rotationshastigheden (en omdrejning på 5 timer) og en mærkbar hældning af rotationsaksen . . Der skulle være dannet et stort hav af magma på den [7] . Flere procent af Jordens masse blev smidt ud af Jord-Måne-systemet [8] .

En sådan kollision er bevist af prøverne af månens sten indsamlet af besætningerne på Apollo - rumfartøjet , som er næsten identiske i sammensætningen af ​​iltisotoper med stoffet i jordens kappe. . I den kemiske undersøgelse af disse prøver blev der hverken fundet flygtige forbindelser eller lette grundstoffer ; det antages, at de blev "fordampet" under den ekstremt stærke opvarmning , der fulgte med dannelsen af ​​disse klipper. Seismometri på Månen målte størrelsen af ​​dens jern - nikkelkerne , som viste sig at være mindre end antydet af andre hypoteser om Månens dannelse (for eksempel hypotesen om den samtidige dannelse af Månen og Jorden). Samtidig passer en så lille størrelse af kernen godt ind i kollisionsteorien, hvor det menes, at Månen hovedsageligt blev dannet af det lettere stof af Jordens kappe, der blev kastet ud under sammenstødet, og det legeme, der kolliderede med det, mens den tunge kerne af dette legeme sank og smeltede sammen med jordens kerne.

Ud over selve kendsgerningen om Månens eksistens, forklarer teorien også underskuddet i jordskorpen af ​​felsiske ("lys") og mellemliggende bjergarter, som ikke er nok til fuldstændigt at dække Jordens overflade. Som et resultat heraf har vi kontinenter , der består af relativt lette felsiske klipper og havbassiner , der består af mørkere, tungere metalbærende klipper. En sådan forskel i sammensætningen af ​​klipperne, i nærvær af vand, gør det muligt for systemet med tektonisk bevægelse af de litosfæriske plader , der danner jordskorpen , at fungere .

Det antages også, at hældningen af ​​jordens akse og selve jordens rotation er resultatet af netop denne kollision.

Datering af kollisionen

Ifølge Carsten Münker et al. (2003) skal nedslaget være sket for mindst 4,533 milliarder år siden, da (ifølge dateringsmetoden 182 Hf- 182 W ) adskillelsen af ​​Jordens kerne [7] [9] var afsluttet. , og Månen må have været yngre end Solsystemet er kun omkring 30 millioner år gammelt [10] .

William Bottke et al , baseret på en undersøgelse af meteoritter tolket som fragmenter af asteroider, der kolliderer med ejecta fra dette nedslag, vurderede, at Jord-Theia-kollisionen og dannelsen af ​​Månen fandt sted for omkring 4,47 milliarder år siden [8] .

Ifølge resultaterne af Melanie Barboni et al. (2017), baseret på uran-bly-datering af zirkoner fra månens klipper, blev Månen differentieret og for det meste størknet så tidligt som 4,51 Ga, og det følger heraf, at det "gigantiske nedslag" og dannelsen af Månen fandt sted i de første 60 ± 10 millioner år af solsystemets eksistens [11] .

Theia

Ifølge nogle[ hvem? ] , kollisionen af ​​et legeme på størrelse med Jorden med Jorden i en sådan vinkel , at planeten ikke ødelægges , i kombination med den "heldige" hældningsvinkel på Jordens akse (som sikrer ændringen af ​​årstiden ), plus skabelse af betingelser for kraftig lithosfærisk tektonik (som sikrer reproduktionen af ​​"kulstofkredsløbet" ) - alt dette kan være et argument til fordel for den lave sandsynlighed for fremkomsten af ​​liv generelt, og følgelig den ekstremt lave sandsynlighed for eksistensen af ​​liv i de nærmeste områder af universet. Denne hypotese er blevet kaldt "den unikke jordhypotese ".

Men i et papir udgivet i 2004 foreslog Edward Belbruno og Richard Gott, at den hypotetiske protoplanet Theia, der kolliderede med Jorden, kunne være dannet ved et af Lagrange-punkterne på Jorden - Solen  -L 4 eller L 5 -systemet , og derefter gå ind i en uordnet bane, for eksempel som følge af gravitationsforstyrrelser fra andre planeter, og ramte Jorden med mere eller mindre lav hastighed [12] .

En sådan mekanisme øger betydeligt sandsynligheden for, at et himmellegeme møder Jorden ved de nødvendige kollisionsparametre. En simulering fra 2005 af Dr. Robin Canap viste, at Plutos måne Charon også kunne være dannet for omkring 4,5 milliarder år siden fra en kollision mellem Pluto og et andet Kuiperbælt- legeme , 1.600 til 2.000 km i diameter , der ramte planeten med en hastighed på 1 km. /s. Canap antyder, at en sådan proces med dannelse af planetariske satellitter kan have været almindelig i det unge solsystem . Sådanne planeter i ustabile baner forsvinder meget hurtigt efter dannelsen af ​​planetsystemet, og rotationen af ​​de nuværende planeter kan forklares med denne mekanisme.

I dette tilfælde kommer den "unikke Jordhypotese" ned til den helt rigtige position af planeten i vores stjernesystem , en stor mængde flydende vand på overfladen og en tung satellit i lav kredsløb, der stabiliserer Jordens akse, skaber gigantiske tidevand og blander havets indhold i en milliard år .

Noter

  1. ↑ Vityazev A.V., Pechernikova G.V., Safronov V.S. Terrestriske planeter. - Videnskaben. - M. , 1990. - S. 200-201. — ISBN 5-02-014070-8 .
  2. ↑ Levin A. Smukke Selena . Hentet 4. juli 2011. Arkiveret fra originalen 25. september 2015.
  3. ↑ 1 2 Herwartz D., Pack A., Friedrichs B., Bischoff A. Identifikation af den gigantiske slagkraft Theia i månens klipper // Videnskab. - 2014. - Bd. 344, nr. 6188 . - S. 1146-1150. - doi : 10.1126/science.1251117 . - . — PMID 24904162 .
  4. ↑ Hypotesen om månens nedslagsdannelse blev sat i tvivl . Hentet 23. juni 2020. Arkiveret fra originalen 12. april 2021.
  5. ↑ Hartmann WK, Davis DR (1975). "Planetesimaler på størrelse med satellit og månens oprindelse". Icarus . 24 (4): 504-514. Bibcode : 1975Icar...24..504H . DOI : 10.1016/0019-1035(75)90070-6 .
  6. ↑ Ross, MN Udvikling af månekredsløbet med temperatur- og frekvensafhængig dissipation: [ eng. ]  / MN Ross, G. Schubert // Journal of Geophysical Research. - 1989. - Bd. 94, nr. B7. — S. 9533–9544. - doi : 10.1029/JB094iB07p09533 .
  7. ↑ 1 2 3 Münker C., Pfänder JA, Weyer S. et al. Udvikling af planetkerner og Jord-Måne-systemet fra Nb/Ta-systematik // Videnskab. - 2003. - Bd. 301, nr. 5629 . - S. 84-87. - doi : 10.1126/science.1084662 . - . — PMID 12843390 .
  8. ↑ 1 2 Bottke WF, Vokrouhlicky D., Marchi S. et al. Datering af den månedannende nedslagsbegivenhed med asteroide meteoritter  // Videnskab. - 2015. - Bd. 348, nr. 6232 . - S. 321-323. - doi : 10.1126/science.aaa0602 . — . — PMID 25883354 .
  9. ↑ Münker C., Pfänder JA, Büchl A., Weyer S., Mezger K. Dannelse af planetkerner og timing af måneadskillelse: begrænsninger fra Nb/Ta-målinger med høj præcision i meteoritter og terrestriske prøver // EGS - AGU - EUG Joint Assembly, Resuméer fra mødet afholdt i Nice, Frankrig, 6. - 11. april 2003, abstrakt id.12002. - 2003. - .
  10. ↑ Kleine T., Münker C., Mezger K., Palme H. Hurtig tilvækst og tidlig kernedannelse på asteroider og terrestriske planeter fra Hf–W kronometri // Nature. - 2002. - Bd. 418, nr. 6901 . - S. 952-955. - doi : 10.1038/nature00982 . — . — PMID 12198541 .
  11. ↑ Barboni M., Boehnke P., Keller B. et al. Tidlig dannelse af Månen for 4,51 milliarder år siden  // Videnskabens fremskridt. - 2017. - Bd. 3, nr. 1 . - doi : 10.1126/sciadv.1602365 . — .
  12. ↑ [https://web.archive.org/web/20200609095612/https://arxiv.org/abs/astro-ph/0405372 Arkiveret 9. juni 2020 på Wayback Machine [astro-ph/0405372] Where Did The Månen kommer fra?]

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
 Måne
Ejendommeligheder
Månens kredsløb
Overflade
Selenologi
Undersøgelse
Andet
 jorden
Jordens historie Jorden
Jordens fysiske egenskaber
Jordens skaller
Geografi
og geologi
Miljø
se også
  • Kategori " Natur "
  • Portal "Science"