• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Att göra månen:Studien ger en ny berättelse om hur månen bildades

    Kredit:CC0 Public Domain

    Simon Lock vill förändra ditt sätt att tänka på månen.

    En doktorand vid Harvard's Department of Earth and Planetary Sciences, Lock är huvudförfattaren till en studie som tyder på att månen - snarare än att snurras ut ur efterdyningarna av en kollision - uppstod ur en massiv, munkformade moln av förångad sten som kallas synestia.

    Tillsammans med Lock, studien, publicerad 28 februari in Journal of Geophysical Research:Planeter , är medförfattare av Sarah Stewart (UC Davis), Michail Petaev (Harvard), Zoë Leinhardt (Bristol), Mia Mace (Bristol), Stein Jacobsen (Harvard), och Matija Ćuk (SETI).

    "Den allmänt accepterade teorin om hur månen bildades är att en Mars-kropp kolliderade med protojorden och snurrade material i omloppsbana, " sa Lock. "Den massan satte sig i en skiva och samlades senare för att bilda månen. Kroppen som fanns kvar efter nedslaget var jorden. Detta har varit den kanoniska modellen i cirka 20 år."

    Det är en fängslande historia, Lock sa, och det är förmodligen inte heller korrekt.

    "Att få tillräckligt med massa i omloppsbana i det kanoniska scenariot är faktiskt väldigt svårt, och det finns ett mycket snävt utbud av kollisioner som kanske kan göra det, ", sa han. "Det finns bara ett par graders fönster med anslagsvinklar och ett mycket snävt intervall av storlekar... och även då fungerar vissa stötar fortfarande inte."

    "Detta nya arbete förklarar månens drag som är svåra att lösa med nuvarande idéer, sa Stewart, en professor i jord- och planetvetenskap vid UC Davis. "Detta är den första modellen som kan matcha mönstret av månens sammansättning."

    Vad mer, han sa, tester har visat att det isotopiska "fingeravtrycket" för både jorden och månen är nästan identiska, antyder att båda kom från samma källa. Men i den kanoniska historien, Månen bildades mestadels av resterna av bara en av de två kroppar som kolliderade.

    Men precis som likheter mellan jorden och månen väcker frågor om den accepterade historien för månens skapelse, så även deras olikheter.

    Tester har visat att månen är mycket mindre rik på många flyktiga grundämnen - som kalium, natrium och koppar - som är relativt vanliga på jorden.

    "Det har inte funnits en bra förklaring till detta, " sa Lock. "Folk har föreslagit olika hypoteser för hur månen kunde ha slutat med färre flyktiga ämnen, men ingen har kvantitativt kunnat matcha månens sammansättning."

    Scenariot som skisserats av Lock och kollegor börjar fortfarande med en massiv kollision, men istället för att skapa en skiva av stenigt material, påverkan skapar en synesti.

    "Den är enorm, " sa Lock. "Det kan vara tio gånger så stort som jorden, och eftersom det är så mycket energi i kollisionen, kanske 10 procent av jordens sten förångas, och resten är flytande...så sättet du formar månen ur en synestia är väldigt annorlunda."

    Det börjar med ett "frö" - en liten mängd flytande sten som samlas precis utanför mitten av den munkliknande strukturen. När strukturen svalnar, förångad sten kondenserar och regnar ner mot synestiens centrum. En del av regnet rinner in i månen, får det att växa.

    "Hastigheten av nederbörd är ungefär tio gånger så stor som en orkan på jorden, " sa Lock. "Med tiden, hela strukturen krymper, och månen kommer fram ur ångan. Så småningom, hela synestien kondenserar och det som finns kvar är en kula av snurrande flytande sten som så småningom bildar jorden som vi känner den idag."

    Hela processen går anmärkningsvärt snabbt, med månen som kommer ur synestien på bara några tiotals år, och jorden bildar ungefär 1, 000 år senare.

    Mer viktigt, Lock sa, den tar upp vart och ett av problemen med den kanoniska modellen för månens skapelse. Eftersom både jorden och månen är skapade av samma moln av förångad sten, de delar naturligt liknande isotop-"fingeravtryck". Bristen på flyktiga element på månen, under tiden, kan förklaras av det faktum att månen bildades omgiven av tiotals atmosfärer av ånga och vid en temperatur på 4000-6000 Fahrenheit.

    "I grund och botten, detta är den första modellen som har kunnat förklara komplikationerna, och som har kunnat göra det kvantitativt, " sa Lock. "Detta är ett dramatiskt annorlunda sätt att forma månen. Du tänker bara inte på att en satellit bildas inuti en annan kropp, men det här är vad som verkar hända."

    Även om modellen verkar ta upp några långvariga frågor angående månens skapelse, Lock sa att arbetet fortfarande är i sitt preliminära skede, och mer arbete måste göras för att förfina modellen ytterligare.

    "Detta är en grundmodell, " sa Lock. "Vi har gjort beräkningar av var och en av processerna som går till att bilda månen och visat att modellen kan fungera, men det finns olika aspekter av vår teori som kommer att behöva mer förhör.

    "Till exempel, när månen är i denna ånga, vad gör det med ångan? Hur stör det det? Hur strömmar ångan förbi månen? Det här är alla saker vi behöver gå tillbaka och undersöka mer i detalj."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com