Kuun synty
Jättiläistörmäyshypoteesin mukaan Kuu on syntynyt nuoren Maan ja Marsin kokoisen protoplaneetan törmäyksessä syntyneistä jäänteistä. Tämä on suosituin tieteellinen hypoteesi Kuun muodostumisesta.
Tämän hypoteesin tueksi on saatu näyttöä kuunäytteistä, jotka osoittavat, että:
- Kuun pinta oli aikoinaan sulaa
- Kuun ilmeisesti suhteellisen pieni rautasydän ja Maata alhaisempi tiheys sekä
- todisteita vastaavista törmäyksistä muissa tähtijärjestelmissä (jotka johtavat "roskakiekoihin").
Törmäävää kappaletta kutsutaan toisinaan Theiaksi, joka oli kreikkalaisen titaanin, kuun jumalatar Selenen äiti.
Tähän hypoteesiin liittyy useita avoimia kysymyksiä. Kuun hapen isotooppisuhteet ovat olennaisesti samanlaiset kuin Maassa, eikä ole todisteita siitä, että se olisi peräisin jostakin muusta aurinkokunnasta. Kuun näytteissä ei myöskään ole odotettuja haihtuvien alkuaineiden, rautaoksidin tai siderofiilisten alkuaineiden (kemialliset alkuaineet, jotka sitoutuvat rautaan) suhteita, eikä ole todisteita siitä, että Maassa olisi koskaan ollut hypoteesin tarkoittama magmameri.
Taiteilijan kuva jättimäisestä törmäyksestä, jonka uskotaan muodostaneen Kuun...
Konteksti
Maan suhteellisen suuri luonnollinen satelliitti, Kuu, on ainutlaatuinen. Apollo-ohjelman aikana Kuun pinnalta tuotiin kiviä Maahan. Näiden kivien radiometrinen ajoitus on osoittanut, että Kuu on 4527 ± 10 miljoonaa vuotta vanha eli noin 30-55 miljoonaa vuotta nuorempi kuin muut aurinkokunnan kappaleet. Uudet todisteet viittaavat siihen, että Kuu on muodostunut vielä myöhemmin, 4,48 ± 0,02 Ga:ssa eli 70-110 miljoonaa vuotta aurinkokunnan alkamisen jälkeen. Toinen merkittävä piirre on Kuun suhteellisen alhainen tiheys, mikä tarkoittaa, että sillä ei ole suurta metallista ydintä, kuten muilla aurinkokunnan maanpäällisillä kappaleilla on. Kuu muistuttaa koostumukseltaan pitkälti Maan vaippaa ja kuorta yhdessä, ilman Maan ydintä. Tämä on johtanut jättiläistörmäyshypoteesiin: ajatukseen, jonka mukaan Kuu on syntynyt prototähden ja toisen protoplaneetan jättiläistörmäyksessä.
Impaktorin, jota joskus kutsutaan Theiaksi, uskotaan olleen hieman Mars-planeettaa pienempi. Theia törmäsi Maahan noin 4,533 Ga. Mallit osoittavat, että kun tämän kokoinen impaktori iskeytyi proto-Maahan pienessä kulmassa ja suhteellisen pienellä nopeudella (8-20 km/s), suuri osa proto-Maan ja impaktorin vaippojen (ja protokuorien) materiaalista sinkoutui avaruuteen, jossa suuri osa siitä jäi kiertoradalle Maan ympärille. Tämä materiaali muodosti lopulta Kuun.
Törmäysmateriaalin metalliset ytimet olisivat kuitenkin vajonneet maan vaipan läpi ja sulautuneet maan ytimeen, jolloin kuun metallinen aines olisi ehtynyt. Jättiläisimpaktin hypoteesi selittää siten Kuun epänormaalin koostumuksen. Maata kiertävällä radalla oleva heittokappale olisi voinut tiivistyä yhdeksi kappaleeksi muutamassa viikossa. Oman painovoimansa vaikutuksesta ulosheitetystä materiaalista muodostui pallomaisempi kappale: Kuu.
Radiometriset iät osoittavat, että maapallo oli olemassa jo ainakin 10 miljoonaa vuotta ennen törmäystä, mikä on tarpeeksi aikaa maapallon alkukantaisen vaipan ja ytimen erilaistumiseen. Törmäyksen tapahtuessa vain vaipan materiaali sinkoutui pois, ja Maan raskaista alkuaineista koostuva ydin jäi koskemattomaksi.
Seuraukset
Törmäyksellä oli joitakin tärkeitä seurauksia nuorelle maapallolle. Se vapautti valtavan määrän energiaa, mikä sai sekä Maan että Kuun sulamaan täysin. Välittömästi törmäyksen jälkeen Maan vaippa konvektioitui voimakkaasti, ja maan pinnalla oli suuri magmameri. Planeetan ensimmäisen ilmakehän on täytynyt räjähtää kokonaan pois valtavan vapautuneen energiamäärän vuoksi. Törmäyksen uskotaan myös muuttaneen Maan akselia niin, että syntyi suuri 23,5°:n aksiaalinen kallistuma, joka on vastuussa Maan vuodenajoista (yksinkertaisessa, ihanteellisessa mallissa planeettojen alkuperästä aksiaalinen kallistuma olisi 0°, eikä vuodenaikoja olisi havaittavissa). Se on saattanut myös nopeuttaa Maan pyörimistä.
Tuoreet todisteet
Apollo-astronauttien mukanaan tuoman kuun kiviaineksen analyysi näyttää osoittavan jälkiä Theiasta. Tutkijoiden mukaan tämä vahvistaa teorian, jonka mukaan Kuu on syntynyt kataklysmisen törmäyksen seurauksena. Jotkut tutkijat ovat yllättyneitä siitä, että Kuun kivestä löydetyn Theian materiaalin ja Maan materiaalin välinen ero on niin pieni.
Kysymyksiä ja vastauksia
Kysymys: Mikä on jättiläisten iskuhypoteesi?
A: Jättiläistörmäyshypoteesin mukaan Kuu on syntynyt nuoren Maan ja Marsin kokoisen protoplaneetan törmäyksessä syntyneistä jäänteistä.
K: Mitä todisteita on jätti-iskuhypoteesin puolesta?
V: Todisteet tämän hypoteesin puolesta saadaan kuunäytteistä, jotka osoittavat, että kuun pinta oli aikoinaan sulaa, kuun ilmeisesti suhteellisen pienestä rautasydämestä ja pienemmästä tiheydestä kuin maapallon, sekä todisteista vastaavista törmäyksistä muissa tähtijärjestelmissä (jotka johtavat "romukiekoihin").
Kysymys: Mikä on nimi, joka annetaan törmäävälle kappaleelle jättiläistörmäyshypoteesissa?
V: Törmäävää kappaletta kutsutaan toisinaan Theiaksi, joka oli kreikkalaisen Titanin, kuun jumalatar Selenen äiti.
Kysymys: Mitkä ovat jättiläistörmäyshypoteesin avoimet kysymykset?
V: Tähän hypoteesiin liittyvät avoimet kysymykset ovat, että kuun happi-isotooppisuhteet ovat olennaisesti samat kuin Maassa, eikä ole todisteita siitä, että jokin muu aurinkokappale olisi vaikuttanut asiaan, kuun näytteissä ei ole odotettuja haihtuvien alkuaineiden, rautaoksidin tai siderofiilisten alkuaineiden (kemialliset alkuaineet, jotka sitoutuvat rautaan) suhteita, eikä ole todisteita siitä, että Maassa olisi koskaan ollut hypoteesin tarkoittama magmameri.
Kysymys: Mikä on suosituin tieteellinen hypoteesi Kuun muodostumisesta?
V: Suosituin tieteellinen hypoteesi Kuun muodostumisesta on jättiläisiskun hypoteesi.
K: Mikä on Kuun tiheys verrattuna Maahan?
V: Kuun tiheys on pienempi kuin Maan.
K: Mikä on kuuhun liittyvä kreikkalainen myyttinen titaani, joka liittyy jättiläisiskun hypoteesiin?
V: Jättiläisimpaktin hypoteesissa törmäävää kappaletta kutsutaan toisinaan Theiaksi, joka on myyttisen kreikkalaisen Titaanin nimi, joka oli kuun jumalatar Selenen äiti.
