Cum a apărut Luna?

(În timpul fazelor lunare, pot fi observate de pe Pământ doar porțiuni de Lună. https://en.wikipedia.org/wiki/File:Two_Lunar_Phases.jpg)

Luna s-a format acum 4.51 miliarde de ani, la aproximativ 60 de milioane de ani după formarea Sistemului Solar. Au fost propuse mai multe mecanisme de formare, inclusiv fisiunea Lunii de pe scoarța terestră prin forța centrifugă (care ar necesita o rotire inițială prea mare a Pământului), captarea gravitațională a unei Luni pre-formate (ceea ce ar necesita o atmosferă imposibil de extinsă a Pământului pentru a disipa energia Lunii care trece), și co-formarea Pământului și a Lunii împreună în discul de acreție primordială (ceea ce nu explică epuizarea metalelor pe Lună). De asemenea, aceste ipoteze nu pot ține cont de momentul unghiular ridicat al sistemului Pământ-Lună.

Ipoteza prevalentă este aceea că sistemul Pământ-Lună s-a format în urma impactului unui corp de mărimea lui Marte (numit Theia) cu proto-Pământul (impact gigant). Impactul a aruncat materialul pe orbita Pământului și apoi materialul s-a acumulat și a format Luna.

Partea îndepărtată a Lunii are o crustă care este mai groasă cu 50 km decât cea a părții apropiate. Acest lucru duce la ideea că Luna a fuzionat din două corpuri diferite.

Această ipoteză, deși nu este perfectă, poate explică cel mai bine dovezile. Cu optsprezece luni înainte de o conferință din octombrie 1984 privind originile lunare, Bill Hartmann, Roger Phillips și Jeff Taylor i-au provocat pe toți oamenii de știință lunari: „Aveți optsprezece luni. Reveniți la datele dvs. Apollo, întoarceți-vă la computer, faceți tot ce este posibil, dar veniți cu idei. Nu veniți la conferința noastră decât dacă aveți ceva de spus despre nașterea Lunii.” La conferința din 1984 de la Kona, Hawaii, uriașa ipoteză a impactului a apărut ca cea mai consensuală teorie.

Înainte de conferință, au fost partizani ai celor trei teorii „tradiționale”, plus câteva persoane care au început să ia în serios impactul uriaș, și a existat un mijloc apatic imens care nu credea că dezbaterea va fi rezolvată vreodată. Ulterior, au existat în esență doar două grupuri: tabăra de impact uriaș și agnosticii.

Se crede că impactul gigant a fost ceva obișnuit în sistemul solar timpuriu. Simulările computerizate ale impactului gigant au produs rezultate care sunt în concordanță cu masa nucleului lunar și cu momentul unghiular al sistemului Pământ-Lună. Aceste simulări arată, de asemenea, că cea mai mare parte a Lunii provine din elementul de impact, mai degrabă decât din proto-Pământ. Totuși, simulări mai recente sugerează o probabilitate mai mare a Lunii ca derivată din proto-Pământ. Alte corpuri ale sistemului solar interior, cum ar fi Marte și 4 Vesta au, potrivit meteoriților de la acestea, compoziții izotopice de oxigen și tungsten foarte diferite în comparație cu Pământul. Cu toate acestea, Pământul și Luna au compoziții izotopice aproape identice. Egalizarea izotopică a sistemului Pământ-Lună poate fi explicată prin amestecarea post-impact a materialului vaporizat care i-a format pe cei doi, deși acest lucru este dezbătut.

Impactul a eliberat multă energie, iar apoi materialul degajat a fost re-acumulat în sistemul Pământ-Lună. Aceasta ar fi topit învelișul exterior al Pământului și astfel ar fi format un ocean de magmă. În mod similar, Luna nou formată ar fi fost, de asemenea, afectată și ar fi avut propriul său ocean lunar; adâncimea sa este estimată de la aproximativ 500 km la 1.737 km.

În timp ce ipoteza gigantului impact ar putea explica multe linii de dovezi, unele întrebări nu sunt încă rezolvate, majoritatea implicând compoziția Lunii.

În 2001, o echipă de la Institutul Carnegie din Washington a raportat măsurarea cea mai precisă a semnăturilor izotopice ale rocilor lunare. Stâncile din programul Apollo aveau aceeași semnătură ca rocile de pe Pământ, diferind de aproape toate celelalte corpuri din Sistemul Solar. Această observație a fost neașteptată, deoarece cea mai mare parte a materialului care a format Luna a fost crezut că provine de la Theia și s-a anunțat în 2007 că există mai puțin de 1% șanse ca Theia și Pământul să aibă semnături izotopice identice. Alte probe lunare Apollo au avut în 2012 aceeași compoziție de izotopi de titan ca Pământul, rezultat care este în conflict cu ceea ce se așteaptă dacă Luna s-a format departe de Pământ sau este derivată din Theia. Aceste discrepanțe pot fi explicate prin variații ale ipotezei impactului gigant.