Naukowcy rozwiązują wieloletnią zagadkę pochodzenia Księżyca. Precyzyjna analiza izotopów żelaza wskazuje, że protoplaneta Thea uformowała się w tym samym regionie Układu Słonecznego co Ziemia.
Merytoryczna zagadka wielkiego zderzenia
Około 4,5 miliarda lat temu, Ziemia uległa katastrofalnemu zderzeniu z ciałem wielkości Marsa, zwanym Thea. Wydarzenie to uformowało nasz Księżyc. Mimo że większość modeli zakłada, iż Księżyc powstał głównie z materiału Thei, próbki skał księżycowych (pobrane podczas misji Apollo) wykazywały niemal identyczne proporcje izotopów metali (takich jak tytan, chrom czy cyrkon) w porównaniu ze skałami ziemskimi.
Jeśli Thea uformowała się w odległym regionie Układu Słonecznego, jej skład chemiczny powinien być wyraźnie odmienny, co stanowiło poważny problem dla teorii wielkiego zderzenia.
Nowa metoda: Izotopy żelaza jako archiwum pochodzenia
W pracy, opublikowanej 20 listopada 2025 roku w prestiżowym czasopiśmie Science, zespół naukowców z Instytutu Maxa Plancka (MPS) zastosował nowatorskie podejście: po raz pierwszy zmierzył stosunek różnych izotopów żelaza (Fe) w 15 skałach ziemskich i sześciu próbkach księżycowych z misji Apollo, osiągając niespotykaną precyzję.
Wykorzystanie izotopów żelaza jest kluczowe, ponieważ żelazo, wraz z molibdenem, ma tendencję do tonięcia i akumulowania się w jądrach planetarnych. Żelazo znalezione w płaszczu Ziemi dziś mogło zostać dostarczone wyłącznie po ostatecznym uformowaniu się ziemskiego jądra – a zatem, najprawdopodobniej na pokładzie Thei.
Wnioski: Model kosmicznego sąsiedztwa
Stosując planetarną inżynierię wsteczną, naukowcy odejmując znane składniki Ziemi, wyliczyli hipotetyczny skład Thei. Odkryli, że chociaż skład ten różni się od ziemskiego, jest w pełni zgodny z materiałem, który uformował się w wewnętrznym Układzie Słonecznym (bliżej Słońca niż Ziemia).
- Lokalizacja Thei: Thea nie była kosmicznym przybyszem z dalekiego, zewnętrznego Układu Słonecznego, lecz sąsiadem Ziemi.
- Implikacja Kosmologiczna: Materiał budulcowy wewnętrznego Układu Słonecznego był bardziej homogeniczny niż wcześniej sądzono, a różnice izotopowe pojawiały się wraz z większą odległością od Słońca.
To odkrycie nie tylko rozwiązuje problem identyczności izotopowej Księżyca i Ziemi w ramach hipotezy zderzenia, ale także rzuca nowe światło na procesy akrecji i skład chemiczny planet, które uformowały się w bezpośrednim sąsiedztwie Słońca.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Theia and Earth were neighbors
- The Moon-forming impactor Theia originated from the inner Solar System
Źródło:
MIT
Na ilustracji: Wizja artystyczna zderzenia wczesnej Ziemi z Theą. Ponieważ Thea pochodziła z wewnętrznej części Układu Słonecznego, w tej perspektywie Słońce jest widoczne w tle. Źródło: MPS / Mark A. Garlick
