Ziemia i Księżyc tworzą wyjątkową parę w Układzie Słonecznym. Nasza planeta jest jedyną, która ma tylko jednego satelitę. Co więcej, Księżyc jest w stosunku do Ziemi duży – jego wielkość odpowiada jednej czwartej wielkości Ziemi. Oba obiekty oddziałują ze sobą grawitacyjnie. Zdaniem wielu gdyby nie Księżyc, życie na Ziemi nigdy by nie powstało. 

Skąd Księżyc się wziął? Różni się od naturalnych satelitów np. Marsa, które są skałami o nieregularnych kształtach. Wcześniej były asteroidami, które zostały przechwycone przez Marsa, gdy przelatywały w jego pobliżu. 

Jak powstał Księżyc? 

Księżyc najprawdopodobniej powstał zupełnie inaczej. Odpowiedź na pytanie, jak powstał Księżyc, daje i opisuje tzw. teoria wielkiego zderzenia. Mówi ona, że na samym początku istnienia Ziemi, ok. 4,5 mld lat temu, w młodą i bardzo gorącą planetę uderzyło ciało niebieskie wielkości Marsa. Ta hipotetyczna planeta nazywana jest Theą. 

Zderzenia Ziemi i Thei było spektakularne. Thea uderzyła Ziemię pod kątem, a w wyniku uderzenia część płaszcza Ziemi została wyrzucona w kosmos. Z powstałej chmury materiału, na który składały się resztki Thei i fragmenty młodej Ziemi, uformował się Księżyc. 

Meteoryt z Antarktyki 

Nowy dowód, który potwierdza tę teorię, pochodzi z Antarktyki. Naukowcy przebadali fragmenty znalezionego tam księżycowego meteorytu. Wyniki badań opublikowali w czasopiśmie naukowym „Science Advances”. 

W skład meteorytu wchodziły specyficzne księżycowe bazalty z wulkanicznych równin. Bazalt powstaje, gdy gorąca magma wewnątrz ciała niebieskiego podnosi się i gwałtownie ochładza. Kolejne warstwy skał bazaltowych chronią te poniżej przed jakimkolwiek wpływem otoczenia: promieniowaniem kosmicznym lub wiatrem słonecznym. 

Kiedy w powierzchnię Księżyca uderzy jakiś obiekt, powstaje krater, a część materiału tworzącego satelitę zostaje wyrzucona w kosmos. Jego fragmenty mogą – jako meteoryty – spaść na Ziemię. Dotychczas zidentyfikowano ich kilkaset. Stanowią cenne źródło pozwalające badać Księżyc bez opuszczania naszej planety. Tym ważniejsze, że człowiek po raz ostatni stanął na Księżycu w 1972 r., a ilość próbek, która została z niego przywieziona, nie jest duża. Co więcej, meteoryty księżycowe mogą zawierać materiał, który nie miał styczności z powierzchnią satelity. 

Izotopy gazów szlachetnych w skałach księżycowych 

Do badań naukowcy wykorzystali spektrometr mas z Laboratorium Gazów Szlachetnych Politechniki Federalnej w Zurychu. To jedno z najnowocześniejszych urządzeń tego rodzaju na świecie. Spektrometr mas pozwala – w uproszeniu – ustalać skład chemiczny danego materiału. 

 

Badając pochodzący z meteorytu księżycowy bazalt naukowcy skupili się izotopach dwóch gazów szlachetnych – helu i neonu. Okazało się, że ich sygnatury izotopowe były takie same jak w wietrze słonecznym. Sygnatura izotopowa to wskaźnik odzwierciedlający stosunek różnych izotopów danego pierwiastka (trwałych i nietrwałych) w danym materiale. Może pomóc określić, gdzie powstał badany materiał albo jaki jest jego wiek. 

Istota odkrycia polega na tym, że materiał z meteorytu nie był nigdy wyeksponowany na wiatr słoneczny. A to oznacza, że nie może pochodzić z Księżyca. Zdaniem naukowców odkryte izotopy gazów szlachetnych mogą pochodzić z młodej Ziemi – której fragmenty, po wielkim zderzeniu z Theą, stały się materiałem budulcowym Księżyca. 

– Odkrycie gazów słonecznych, po raz pierwszy, w materiale bazaltowym z Księżyca, który nigdy nie był na jego powierzchni, było ekscytującym rezultatem – skomentowała Patrizia Will, główna autorka pracy. 

Źródło: ScienceAlert, Science Advances