Хипотеза за гигантски удар
Хипотезата за гигантски удар е, че Луната е създадена от отломки от сблъсъка между младата Земя и протопланета с размерите на Марс. Това е предпочитаната научна хипотеза за образуването на Луната.
Доказателства за тази хипотеза са проби от Луната, които показват, че:
- повърхността на Луната някога е била разтопена
- очевидно сравнително малкото желязно ядро на Луната и по-ниската плътност от тази на Земята, както и
- доказателства за подобни сблъсъци в други звездни системи (в резултат на които се образуват "дискове от отломки").
Сблъскващото се тяло понякога се нарича Тея - на името на митичния гръцки титан, който бил майка на Селена, богинята на Луната.
Тази хипотеза има няколко неизяснени въпроса. Лунните изотопни съотношения на кислорода са по същество идентични със земните, без доказателства за принос от друго слънчево тяло. Освен това лунните проби нямат очакваните съотношения на летливи елементи, железен оксид или сидерофилни елементи (химични елементи, които се свързват с желязото) и няма доказателства, че на Земята някога е имало магмен океан, за който се предполага в хипотезата.
Художествена снимка на гигантския удар, за който се смята, че е формирал Луната
Контекст
Сравнително големият естествен спътник на Земята, Луната, е уникален. По време на програмата "Аполо" на Земята бяха донесени скали от повърхността на Луната. Радиометричното датиране на тези скали показа, че Луната е на възраст 4527 ± 10 милиона години, с около 30 до 55 милиона години по-млада от другите тела в Слънчевата система. Нови данни сочат, че Луната се е формирала още по-късно - 4,48 ± 0,02 Ga, или 70-110 млн. години след началото на Слънчевата система. Друга забележителна особеност е сравнително ниската плътност на Луната, което трябва да означава, че тя няма голямо метално ядро, каквото имат другите земни тела в Слънчевата система. Луната има насипен състав, който много наподобява земната мантия и кора заедно, без земното ядро. Това е довело до хипотезата за гигантски удар: идеята, че Луната се е образувала по време на гигантски удар на протоЗемята с друга протопланета.
Смята се, че импакторът, наричан понякога Тея, е бил малко по-малък от планетата Марс. Тея се е сблъскала със Земята около 4,533 Га. Моделите разкриват, че когато импактор с такъв размер се е ударил в протоземята под малък ъгъл и с относително ниска скорост (8-20 km/s или 5,0-12,4 mi/s), голяма част от материалите от мантиите (и протосферите) на протоземята и импактора са били изхвърлени в космоса, където голяма част от тях са останали в орбита около Земята. Този материал в крайна сметка ще образува Луната.
Металните ядра на импактора обаче биха потънали в земната мантия и биха се слели със земното ядро, изчерпвайки металния материал на Луната. По този начин хипотезата за гигантски удар обяснява необичайния състав на Луната. Изхвърлените в орбита около Земята частици биха могли да се кондензират в едно тяло в рамките на седмици. Под въздействието на собствената си гравитация изхвърленият материал се е превърнал в по-сферично тяло - Луната.
Радиометричните възрасти показват, че Земята е съществувала поне 10 милиона години преди удара - достатъчно време, за да се диференцират примитивните земна мантия и ядро. След това, когато е настъпил ударът, само материалът от мантията е бил изхвърлен, оставяйки земното ядро от тежки елементи незасегнато.
Последици
Ударът е имал някои важни последици за младата Земя. То освободи огромно количество енергия, което доведе до пълно разтопяване на Земята и Луната. Непосредствено след удара земната мантия е била енергично конвектираща, повърхността е била голям магмен океан. Първата атмосфера на планетата трябва да е била напълно разкъсана от огромното количество освободена енергия. Смята се, че ударът също така е променил земната ос и е довел до големия аксиален наклон от 23,5°, който е причина за земните сезони (един прост, идеален модел на произхода на планетите би имал аксиален наклон от 0° без разпознаваеми сезони). Възможно е също така да е ускорило въртенето на Земята.
Последни данни
Анализът на лунната скала, донесена от астронавтите на Аполо, показва следи от Тея. Изследователите твърдят, че това потвърждава теорията, че Луната е създадена в резултат на катаклизмичен сблъсък. Някои учени са изненадани, че разликата между материала на Тея, открит в скалите на Луната и Земята, е толкова малка.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява хипотезата за гигантския удар?
О: Хипотезата за гигантски удар е, че Луната е създадена от отломки от сблъсък между младата Земя и протопланета с размерите на Марс.
В: Какви са доказателствата за хипотезата за гигантския удар?
О: Доказателствата за тази хипотеза идват от лунните проби, които показват, че повърхността на Луната някога е била разтопена, от видимо сравнително малкото желязно ядро на Луната и по-ниската плътност от тази на Земята, както и от доказателствата за подобни сблъсъци в други звездни системи (които водят до "дискове от отломки").
Въпрос: Как се нарича сблъскващото се тяло в хипотезата за гигантски удар?
О: Сблъскващото се тяло понякога се нарича Тея на името на митичния гръцки титан, който бил майка на Селена, богинята на Луната.
В: Кои са въпросите, на които не е отговорено в хипотезата за гигантския удар?
О: Въпросите, на които не е отговорено в тази хипотеза, са, че лунните изотопни съотношения на кислорода са по същество идентични със земните, без доказателства за принос от друго слънчево тяло, лунните проби нямат очакваните съотношения на летливи елементи, железен оксид или сидерофилни елементи (химични елементи, които се свързват с желязото) и няма доказателства, че на Земята някога е имало магмен океан, за който се предполага в хипотезата.
Въпрос: Коя е предпочитаната научна хипотеза за образуването на Луната?
О: Предпочитаната научна хипотеза за образуването на Луната е хипотезата за гигантски удар.
В: Каква е плътността на Луната в сравнение със Земята?
О: Плътността на Луната е по-ниска от тази на Земята.
В: Какъв е митичният гръцки титан, свързан с Луната в хипотезата за гигантския удар?
О: В хипотезата за гигантския удар сблъскващото се тяло понякога се нарича Тея на името на митичния гръцки титан, който е бил майка на Селена, богинята на Луната.
