Als der Einschlag stattfand, der den Mond erschuf, war die frühe Erde noch eine Kugel aus Magma

Seit dem späten 19. Jahrhundert bemühen sich Wissenschaftler, den Ursprung des Mondes zu erklären. Während Wissenschaftler seit langem die Theorie vertreten, dass es und die Erde einen gemeinsamen Ursprung haben, hat sich die Frage nach dem Wie und Wann als schwer fassbar erwiesen. So herrscht heute allgemeiner Konsens darüber, dass ein Einschlag mit einem marsgroßen Objekt (Theia) kurz nach der Entstehung der Planeten (auch bekannt als die .) zur Bildung des Erde-Mond-Systems führte Giant Impact Hypothese ).

Simulationen dieses Aufpralls haben jedoch gezeigt, dass sich der Mond hauptsächlich aus dem Material des auftreffenden Objekts gebildet hätte. Dies wird jedoch nicht durch die Beweise bestätigt, die zeigen, dass der Mond aus dem gleichen Material besteht wie die Erde. Zum Glück, a neue Studie von einem Team von Wissenschaftlern aus Japan und den USA hat eine Erklärung für die Diskrepanz geliefert: Die Kollision fand statt, als die Erde noch aus heißem Magma bestand.

Die Studie, die ihre Ergebnisse beschreibt, “ Terrestrischer Magma-Ozean Ursprung des Mondes “, erschien kürzlich in der ZeitschriftNatur Geowissenschaften.Die Studie wurde von Natsuki Hosono von der RIKEN Center for Computational Science und schlossen Forscher der Yale University, der RIKEN Center for Computational Science , und der Earth-Life Science Institute (ELSI) am Tokyo Institute of Technology.

Abgesehen von Simulationen, die das Einschlagsszenario modellieren, wird die Rieseneinschlagshypothese auch von der Tatsache geplagt, dass bei einem Einschlag der größte Teil des Materials, das den Mond bildet, Silikatminerale sein würden. Dies würde dazu führen, dass der Satellit der Erde eisenarm ist, aber seismologische Studien haben gezeigt, dass der Mond wahrscheinlich einen Kern wie den der Erde hat (bestehend aus Eisen und Nickel) und dass Konvektion in seinem Kern gleichzeitig ein Magnetfeld antreibt.

Auch hier bietet die neue Studie ein Szenario, das dies erklären kann. Nach dem von ihnen erstellten Modell war die Erde bei der Kollision von Erde und Theia etwa 50 Millionen Jahre nach der Entstehung der Sonne (vor etwa 4,6 Milliarden Jahren) von einem Meer aus heißem Magma bedeckt, während Theia wahrscheinlich aus festem Material bestand.

Dieses Modell zeigte, dass das Magma auf der Erde nach der Kollision weit stärker erhitzt worden wäre als die Festkörper des auftreffenden Objekts. Dies würde dazu führen, dass sich das Magma im Volumen ausdehnt und in die Umlaufbahn entweicht, um den Mond zu bilden. Dieses neueste Modell, das die unterschiedliche Erwärmung zwischen der Proto-Erde und Theia berücksichtigt, erklärt effektiv, wie viel mehr Erdmaterial im Aufbau des Mondes enthalten ist.

Shun-ichiro Karato, Professor für Geologie an der Yale University und Co-Autor des Artikels, hat in der Vergangenheit umfangreiche Forschungen zu den chemischen Eigenschaften von Proto-Erd-Magma durchgeführt. Wie er in einem Interview mit erklärt hat Yale-Nachrichten :

„In unserem Modell bestehen etwa 80 % des Mondes aus Proto-Erd-Materialien. Bei den meisten Vorgängermodellen besteht der Mond zu etwa 80 % aus dem Impaktor. Das ist ein großer Unterschied.“

Schnappschüsse aus der Simulation des Teams des Giant Impact, der das Erde-Mond-System geschaffen hat. Rote Punkte zeigen Materialien aus dem Magmaozean in einer Proto-Erde an; blaue Punkte zeigen die Impaktormaterialien an. Bildnachweis: Yale News/Natsuki Hosono (et al.) 2019

Für die Studie leitete Karato die Forschungsanstrengungen des Teams zur Verdichtung von geschmolzenem Silikat. Die Aufgabe, ein Rechenmodell zu entwickeln, um vorherzusagen, wie sich das Material der Kollision verteilen würde, wurde unterdessen von einer Gruppe von ELSI am Tokyo Institute of Technology und dem RIKEN Center for Computational Science durchgeführt.

Zusammengefasst zeigte das neue Modell, dass überhitztes Magma im Weltraum verloren gehen und zu einem neuen Körper in der Umlaufbahn schneller zusammenwachsen würde als das Material, das vom Impaktor verloren ging. Es zeigte auch, dass Material aus dem Erdinneren (das reich an Eisen und Nickel wäre) auch in die Bildung des Mondes eingehen würde – der dann ins Zentrum sinken würde, um den Mondkern zu bilden.

Im Wesentlichen bestätigt das neue Modell bisherige Theorien über die Entstehung des Mondes, indem es unkonventionelle Kollisionsbedingungen überflüssig macht. Dies haben Wissenschaftler bisher getan, um die Diskrepanz zwischen Aufprallsimulationen und Daten aus der Untersuchung von Mondgestein und der Mondoberfläche zu erklären.

Diese Studie könnte auch zu verfeinerten Theorien darüber führen, wie sich das Sonnensystem gebildet hat und was unmittelbar danach geschah. Da der Aufprall zwischen der Proto-Erde und Theia möglicherweise eine Rolle gespielt hat Entstehung des Lebens auf der Erde , könnte es Wissenschaftlern auch helfen, einzuschränken, was erforderlich ist, damit ein Sternensystem bewohnbare Planeten hat.

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