En ny studie ledd av jordforskare vid universitetet i Kölns institut för geologi och mineralogi har begränsat månens ålder till cirka 50 miljoner år efter bildandet av solsystemet. Efter bildandet av solsystemet, 4,56 miljarder år sedan, Månen bildades för cirka 4,51 miljarder år sedan. Den nya studien har alltså fastställt att månen är betydligt äldre än man tidigare trott - tidigare forskning hade uppskattat att månen har bildats ungefär 150 miljoner år efter solsystemets bildande. För att uppnå dessa resultat, forskarna analyserade den kemiska sammansättningen av en mängd olika prover som samlades in under Apollo-uppdragen. Studien "Early Moon formation inferred from hafnium-tungsten systematics" publicerades i Naturgeovetenskap .

Den 21 juli 1969 mänskligheten tog sina första steg på en annan himlakropp. Under sina få timmar på månens yta, besättningen på Apollo 11 samlade in och förde tillbaka till jorden 21,55 kg prover. Nästan exakt 50 år senare, dessa prover lär oss fortfarande om viktiga händelser i det tidiga solsystemet och historien om jord-månesystemet. Att bestämma månens ålder är också viktigt för att förstå hur och vid vilken tidpunkt jorden bildades, och hur det utvecklades i början av solsystemet.

Denna studie fokuserar på de kemiska signaturerna av olika typer av månprover som samlats in av de olika Apollo-uppdragen. "Genom att jämföra de relativa mängderna av olika grundämnen i bergarter som bildades vid olika tidpunkter, det är möjligt att lära sig hur varje prov är relaterat till månens inre och stelningen av magmahavet, " säger Dr Raúl Fonseca från universitetet i Köln, som studerar processer som inträffade i Månens inre i laboratorieexperiment tillsammans med sin kollega Dr Felipe Leitzke.

Månen bildades troligen i efterdyningarna av en jättekollision mellan en planetkropp i Marsstorlek och den tidiga jorden. Över tid, Månen samlades från molnet av material som sprängdes in i jordens omloppsbana. Den nyfödda månen var täckt av ett magmahav, som bildade olika typer av stenar när det svalnade. "Dessa stenar registrerade information om månens bildning, och kan fortfarande hittas idag på månens yta, " säger Dr Maxwell Thiemens, tidigare forskare vid universitetet i Köln och huvudförfattare till studien. Dr Peter Sprung, medförfattare till studien, tillägger:"Sådana observationer är inte möjliga på jorden längre, eftersom vår planet har varit geologiskt aktiv över tid. Månen ger alltså en unik möjlighet att studera planetarisk evolution."

Kölnforskarna använde förhållandet mellan de sällsynta grundämnena hafnium, uran och volfram som en sond för att förstå mängden smältning som inträffade för att generera sto-basalterna, dvs. de svarta områdena på månens yta. Tack vare en oöverträffad mätprecision, studien kunde identifiera distinkta trender bland de olika klippsviterna, vilket nu möjliggör en bättre förståelse av beteendet hos dessa viktiga sällsynta element.

Att studera hafnium och volfram på månen är särskilt viktigt eftersom de utgör en naturlig radioaktiv klocka av isotopen hafnium-182 som sönderfaller till volfram-182. Detta radioaktiva sönderfall varade bara under de första 70 miljoner åren av solsystemet. Genom att kombinera hafnium- och volframinformationen som uppmätts i Apollo-proverna med information från laboratorieexperiment, studien visar att månen redan började stelna så tidigt som 50 miljoner år efter att solsystemet bildades. "Denna åldersinformation betyder att någon jättepåverkan måste inträffa före den tiden, som svarar på en häftigt omdebatterad fråga bland forskarvärlden om när månen bildades, " tillägger professor Dr. Carsten Münker från UoC:s Institute of Geology and Mineralogy, senior författare till studien.

Maxwell Thiemens avslutar:"Mänsklighetens första steg på en annan värld för exakt 50 år sedan gav prover som lät oss förstå tidpunkten och utvecklingen av månen. Eftersom månens bildning var den sista stora planetariska händelsen efter jordens bildande, Månens ålder ger också en minimiålder för jorden."