Hipoteza o velikanskem udarcu
Hipoteza o velikanskem trku pravi, da je Luna nastala iz ostankov trka med mlado Zemljo in protoplanetom velikosti Marsa. To je najbolj priljubljena znanstvena hipoteza o nastanku Lune.
Dokazi za to hipotezo so vzorci z Lune, ki kažejo, da:
- površina Lune je bila nekoč staljena
- očitno relativno majhno železno jedro Lune in manjšo gostoto od Zemljine ter
- dokazi o podobnih trkih v drugih zvezdnih sistemih (katerih posledica so "diski razbitin").
Telo, ki trči, se včasih imenuje Teja po mitičnem grškem titanu, ki je bil mati Selene, boginje Lune.
Ta hipoteza ima več neodgovorjenih vprašanj. Izotopsko razmerje kisika na Luni je v bistvu enako Zemljinemu, brez dokazov o prispevku drugega sončnega telesa. Prav tako v luninih vzorcih ni pričakovanih razmerij hlapnih elementov, železovega oksida ali siderofilnih elementov (kemičnih elementov, ki se vežejo z železom) in ni dokazov, da je bil na Zemlji kdajkoli ocean magme, ki ga predvideva hipoteza.
Slika velikanskega trka, ki naj bi povzročil nastanek Lune
Kontekst
Zemljin relativno velik naravni satelit, Luna, je edinstven. Med programom Apollo so na Zemljo prinesli kamnine z Luninega površja. Radiometrično datiranje teh kamnin je pokazalo, da je Luna stara 4527 ± 10 milijonov let, kar je približno 30 do 55 milijonov let mlajša od drugih teles v sončnem sistemu. Novi dokazi kažejo, da je Luna nastala še pozneje, 4,48 ± 0,02 Ga ali 70-110 milijonov let po nastanku Osončja. Druga pomembna značilnost je razmeroma nizka gostota Lune, kar mora pomeniti, da nima velikega kovinskega jedra, ki ga imajo druga zemeljska telesa v Osončju. Luna je po svoji sestavi zelo podobna Zemljinemu plašču in skorji skupaj, vendar brez Zemljinega jedra. To je pripeljalo do hipoteze o velikanskem trku: zamisli, da je Luna nastala med velikanskim trkom protozemlje z drugim protoplanetom.
Udarna gmota, včasih imenovana Theia, naj bi bila nekoliko manjša od planeta Mars. Theia je z Zemljo trčila okoli 4,533 Ga. Modeli razkrivajo, da se je ob trku tako velikega impaktorja s protozemljo pod majhnim kotom in pri razmeroma majhni hitrosti (8-20 km/s ali 5,0-12,4 mi/s) veliko snovi iz plaščev (in protokristalov) protozemlje in impaktorja odvrglo v vesolje, kjer je velik del ostal v orbiti okoli Zemlje. Iz tega materiala je sčasoma nastala Luna.
Vendar bi se kovinska jedra impaktorja potopila skozi Zemljin plašč in se zlila z Zemljinim jedrom, kar bi Luno osiromašilo kovinskega materiala. Hipoteza o velikanskem trku tako pojasnjuje nenavadno sestavo Lune. Izmetki v orbiti okoli Zemlje bi se lahko v nekaj tednih zgostili v eno samo telo. Pod vplivom lastne gravitacije je izmetana snov postala bolj kroglasto telo: Luna.
Radiometrične starosti kažejo, da je Zemlja obstajala že vsaj 10 milijonov let pred trkom, kar je dovolj časa za diferenciacijo primitivnega zemeljskega plašča in jedra. Ko je prišlo do trka, je bila izrinjena le snov iz plašča, Zemljino jedro s težkimi elementi pa je ostalo nedotaknjeno.
Posledice
Udarec je imel nekaj pomembnih posledic za mlado Zemljo. Pri tem se je sprostila ogromna količina energije, zaradi česar sta se Zemlja in Luna popolnoma stalili. Takoj po trku je Zemljin plašč živahno konvektiral, na površju je bil velik ocean magme. Prva atmosfera planeta je morala biti zaradi ogromne količine sproščene energije popolnoma odpihnjena. Udarec naj bi tudi spremenil Zemljino os in povzročil velik osni nagib 23,5°, ki je odgovoren za zemeljske letne čase (preprost, idealen model nastanka planetov bi imel osni nagib 0° brez prepoznavnih letnih časov). Morda je pospešil tudi Zemljino vrtenje.
Nedavni dokazi
Analiza lunarne kamnine, ki so jo prinesli astronavti Apolla, kaže na sledove Teje. Raziskovalci trdijo, da to potrjuje teorijo, da je Luna nastala zaradi kataklizmičnega trka. Nekateri znanstveniki so presenečeni, da je razlika med snovjo Teje, ki so jo našli v kamnini na Luni in na Zemlji, tako majhna.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je hipoteza o velikanskem udarcu?
O: Hipoteza o velikanskem trku pravi, da je Luna nastala iz ostankov trka med mlado Zemljo in protoplanetom velikosti Marsa.
V: Kateri so dokazi za hipotezo o velikanskem trku?
O: Dokazi za to hipotezo izhajajo iz vzorcev Lune, ki kažejo, da je bila površina Lune nekoč staljena, iz očitno relativno majhnega železnega jedra Lune, ki ima manjšo gostoto kot Zemlja, in iz dokazov o podobnih trkih v drugih zvezdnih sistemih (katerih posledica so "diski razbitin").
V: Kako se imenuje trkajoče telo v hipotezi o velikanskem trku?
O: Trkajoče telo se včasih imenuje Teja po mitskem grškem Titu, ki je bil mati Selene, boginje Lune.
V: Katera so neodgovorjena vprašanja v zvezi s hipotezo o velikanskem trku?
O: Neodgovorjena vprašanja v zvezi s to hipotezo so, da so izotopska razmerja kisika na Luni v bistvu enaka Zemljinim, brez dokazov o prispevku drugega sončnega telesa, lunarni vzorci nimajo pričakovanih razmerij hlapnih elementov, železovega oksida ali siderofilnih elementov (kemični elementi, ki se vežejo z železom) in ni dokazov, da je Zemlja kdaj imela ocean magme, ki ga predvideva ta hipoteza.
V: Katera znanstvena hipoteza o nastanku Lune je najprimernejša?
O: Najbolj priljubljena znanstvena hipoteza o nastanku Lune je hipoteza o velikanskem trku.
V: Kakšna je gostota Lune v primerjavi z Zemljo?
O: Luna ima manjšo gostoto kot Zemlja.
V: Kaj je mitski grški Titan, ki je povezan z Luno v hipotezi o velikanskem trku?
O: V hipotezi orjaškega trka se trkajoče telo včasih imenuje Teja po mitskem grškem Titu, ki je bil mati Selene, boginje Lune.
