Procesul în două etape a format luna, sugerează simulările

OXON HILL, Md. — Rocile de pe Pământ și luna sunt aproape identice – cu excepția cazului în care nu sunt. Acum, noile simulări pe computer ar putea fi aproape de a afla de ce probele lunare sunt în multe privințe identice din punct de vedere chimic cu omologii de pe Pământ și totuși lipsesc câteva ingrediente cheie.

Elementele ușor vaporizate, cunoscute sub numele de volatile, lipsesc în mare parte din rocile lunii, dar ar putea fi sechestrate adânc în interiorul lunar. Acest nucleu este ascuns sub o crustă care s-a acumulat într-o a doua fază a formării lunii, a declarat savantul planetar Robin Canup pe 11 noiembrie, la o reuniune a Diviziei pentru Științe Planetare a Societății Americane de Astronomie.

S-a presupus mult timp că substanțele volatile precum sodiul și zincul au fost distruse în ciocnirea Pământului cu o planetă de dimensiunea lui Marte, care a format Luna în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani. „Oamenii au făcut această afirmație de zeci de ani”, a spus Canup, de la Southwest Research Institute din Boulder, Colorado. „Dar nu funcționează foarte bine.”

Chiar și în discul de rocă topită și vaporizată care a atârnat după impact, temperaturile nu au fost suficient de ridicate pentru a lansa substanțe volatile departe de Pământ, a spus Canup. Atomii trebuie să fi rămas în schimb locali, dar au evitat cumva luna.

„Suntem într-o situație ciudată în care unele lucruri se potrivesc perfect, iar altele nu se potrivesc deloc”, spune Sébastien Charnoz, un om de știință planetar la Institutul de Fizică a Pământului din Paris. „Deci trebuie să găsești un scenariu ciudat pentru a explica totul.”

Canup și colegii au efectuat simulări pe computer care au urmărit modul în care inelul temporar al Pământului a evoluat în timp. Ei au descoperit că, inițial, materialul din partea exterioară a inelului, suficient de departe pentru a nu fi puternic afectat de gravitația Pământului, s-a răcit rapid și s-a condensat într-o minge cu aproximativ jumătate mai masivă decât luna. Interacțiunile gravitaționale au făcut ca această protolună să se îndepărteze încet de Pământ, o călătorie în care se află și astăzi.

Partea interioară a inelului este puțin mai complicată. „Este un sistem foarte frumos”, spune Charnoz. Un râu de rocă topită aproape la fel de strălucitor ca soarele încercuia planeta, prins între straturi de gaz. Inelul lichid ar fi avut tendința să se răspândească în timp ce gazul – unde au ajuns elementele volatile – a rămas pe loc. „Aceasta este o idee cheie”, spune Charnoz. „Aveți un mecanism fizic pentru a separa cele două lucruri.”

Pe măsură ce discul lichid s-a extins departe de Pământ, marginile exterioare s-au răcit și au format pietricele epuizate de volatile, care au fost apoi prinse de gravitația lunii. Din inelul topit, luna s-a împroșcat într-o crustă, posibil de sute de kilometri grosime, lipsită de elementele care lipsesc și astăzi.

Până când restul discului s-a răcit suficient pentru ca gazul și lichidul să se amestece, spune Canup, luna se îndepărtase prea mult de Pământ pentru a recolta bucățile rămase. Aceștia, probabil, au căzut înapoi pe Pământ – deși Charnoz observă că adevărata soartă a inelului este încă un mister.

Charnoz a dezvoltat simulări similare cu diferiți algoritmi de bază. „Am decis amândoi – în mod independent – ​​să abordăm această problemă”, spune Charnoz. „Se pare că convergem către o soluție similară, dar cu instrumente diferite.”

Unele mostre lunare par să susțină ideea că volatilele lipsă sunt îngropate în interiorul lunii, spune Canup. Câteva roci aduse înapoi în timpul Apollo 15 și 17 conțin sticlă vulcanică (SN: 29.06.13, str. 8). Aceste roci, dragate din adâncul lunii, conțin urme ale unei molecule foarte volatile bine-cunoscute: apa.