I mer än ett sekel, forskare har bråkat om hur jordens måne bildades. Men forskare vid Yale och i Japan säger att de kanske har svaret.

Många teoretiker tror att ett föremål i storleken Mars slog in i den tidiga jorden, och material som lossnat från den kollisionen utgjorde grunden för månen. När denna idé testades i datorsimuleringar, det visade sig att månen i första hand skulle vara gjord av det träffande föremålet. Ändå är det tvärtom; vi vet genom att analysera stenar som hämtats från Apollo-uppdrag att månen huvudsakligen består av material från jorden.

En ny studie publicerad 29 april i Naturgeovetenskap , medförfattare av Yale geofysiker Shun-ichiro Karato, ger en förklaring.

Nyckeln, Karato säger, är det tidigt, protojorden - cirka 50 miljoner år efter solens bildande - täcktes av ett hav av het magma, medan det stötande föremålet sannolikt var tillverkat av fast material. Karato och hans medarbetare gav sig i kast med att testa en ny modell, baserat på kollisionen av en protojord täckt av ett hav av magma och ett fast angripande föremål.

Modellen visade att efter kollisionen, magman värms upp mycket mer än fasta ämnen från det stötande föremålet. Magman expanderar sedan i volym och går i omloppsbana för att bilda månen, säger forskarna. Detta förklarar varför det finns mycket mer jordmaterial i månens makeup. Tidigare modeller tog inte hänsyn till den olika uppvärmningsgraden mellan proto-jordsilikatet och stötkroppen.

"I vår modell, ungefär 80 % av månen är gjord av jordprotomaterial, sa Karato, som har bedrivit omfattande forskning om de kemiska egenskaperna hos proto-jordmagma. "I de flesta av de tidigare modellerna, cirka 80 % av månen är gjord av stötkroppen. Det här är en stor skillnad."

Karato sa att den nya modellen bekräftar tidigare teorier om hur månen bildades, utan att behöva föreslå okonventionella kollisionsförhållanden – något teoretiker har behövt göra fram till nu.

För studien, Karato ledde forskningen om komprimering av smält silikat. En grupp från Tokyo Institute of Technology och RIKEN Center for Computational Science utvecklade en beräkningsmodell för att förutsäga hur material från kollisionen blev till månen.