Månen är gammal – så mycket är säkert.
Månen har liksom jorden och resten av solsystemet funnits i ungefär 4,5 miljarder år. Men om man försöker begränsa planetens ålder mer än så har forskarna svårt att komma överens. Är vår måne en ”gammal måne” som bildades 30 miljoner år efter det att solsystemet tog form, eller en ”ung måne” som bildades 170 miljoner år senare?
I en ny studie som publicerades den 29 juli i tidskriften Nature Geoscience beskriver forskarna nya bevis för att vår måne tydligen är på den äldre sidan. Genom att analysera förhållandet mellan sällsynta radioaktiva grundämnen i ett urval av månstenar som samlades in under Apollo-uppdragen har forskare från Tyskland begränsat datumet för månens bildning till cirka 50 miljoner år efter vårt solsystems födelse – 150 miljoner år tidigare än vad många studier uppskattar.
Detta är nyttig information om du till exempel vill köpa en tårta med lämpligt antal födelsedagsljus till månen – eller, som författarna till studien skrev, om du vill begränsa datumen för när jorden föddes bättre.
”Eftersom månens bildning var den sista stora planetära händelsen efter jordens bildning ger månens ålder en minimiålder även för jorden”, säger geologen och huvudförfattaren till studien Maxwell Thiemens, tidigare forskare vid Kölns universitet, i ett uttalande.
Det beror på att månen troligen bildades efter det att en oväntad planet av Mars-storlek kolliderade med den unga jorden i solsystemets tidiga dagar. Skräp från denna jättekollision (mestadels bitar av jordens pulveriserade mantel) sprutade ut i atmosfären och samlades så småningom till den runda, steniga satellit som vi känner till och älskar.
Denna teori förklarar varför jorden och månen har en nästan identisk kemisk sammansättning. Det är till exempel möjligt att när den oväntade impaktorn slog in i vår unga planet plockade den upp några sällsynta grundämnen från jorden som sannolikt inte kan ha kommit från någon annanstans i solsystemet. Genom att studera sönderfallet av några av de radioaktiva grundämnena i moderna månstenar försökte de tyska forskarna begränsa datumen för det stora nedslaget och månens bildning.
Laget var särskilt nyfiket på två sällsynta isotoper (olika versioner av grundämnen) – hafnium-182 och den isotop som den så småningom förvandlas till efter eoner av radioaktivt sönderfall, volfram-182.
Den relativa förekomsten av dessa grundämnen kan fungera som ett slags kosmisk klocka, skriver forskarna, eftersom halfnium-182 har en halveringstid på cirka 9 miljoner år (vilket innebär att hälften av en given mängd av grundämnet skulle ha sönderfallit till något annat efter den tiden).
”När vi har nått upp till åtta halveringstider (cirka 64 miljoner år) är grundämnet funktionellt utdött” från solsystemet, säger Thiemens till Live Science i ett e-postmeddelande. Det sätter en hård gräns för de möjliga datum då protomånen kan ha tagit upp isotopen under sin kollision med jorden. Om hafnium-182 någonsin funnits på månen måste kollisionen ha inträffat inom de första 60 miljoner åren eller så efter solsystemets bildning, innan dessa sällsynta isotoper försvann helt och hållet.
Som forskarna förväntade sig visade sig proverna från Apollo-månen innehålla mer volfram-182 än liknande stenar från jorden – vilket tyder på att månen faktiskt en gång hade varit rik på hafnium-182.
Hur kan forskarna då vara säkra på att månens överflöd av volfram-182 faktiskt kom från hafnium-182 som hade sönderfallit, och att den inte bara hade sköljts upp från jorden efter det att sönderfallet hade avslutats? Enligt Thiemens har det att göra med hur grundämnena fördelades under jordens bildning.
”När en planet bildas är den helt smält”, säger Thiemens. När jordens kärna bildades (cirka 30 miljoner år efter det att solsystemet bildades) sjönk tunga grundämnen som järn ner i kärnan och tog med sig siderofila (eller ”järnälskande”) grundämnen. Under tiden stannade litofila (”stenälskande”) grundämnen huvudsakligen kvar nära ytan för att bli en del av planetens mantel. Eftersom volfram är ett siderofilt ämne skulle volfram-182 som fanns i närheten under den enorma nedslaget förmodligen redan ha sjunkit ner i jordens kärna, säger Thiemens. Hafnium, som är litofilt, skulle förmodligen ha funnits i riklig mängd i jordens mantel, precis vid nedslagsplatsen. Det är därför en säker hypotes att den rikliga förekomsten av volfram-182 i månprover i dag kommer från sönderfallet hafnium-182 som plockades upp från jorden under de första 50 eller 60 miljoner åren av solsystemets liv.
Månen är alltså gammal – troligen till och med äldre än vad de flesta av oss trodde. Och om du frågar oss ser den inte en dag över 4,3 miljarder ut.
- De 12 märkligaste objekten i universum
- 15 fantastiska bilder av stjärnor
- 9 märkliga ursäkter för varför vi inte har träffat utomjordingar ännu
Originally published on Live Science.
Renoverade nyheter