Kuidas sündis Kuu? Uued faktid

Maa kaaslane Kuu moodustus teadlaste arvates Maa ja umbes Marsi-suuruse taevakeha kokkupõrke tulemusel Maa väga varases arengustaadiumis. Kuid uue, ajakirjas Nature avaldatud uurimuse kohaselt toimus see seniarvatust hiljem ning protsess ise erines detailides oluliselt seni ettekujutatust.

Arvutimudelid näitavad, et Maa ja asteroidi kokkupõrke tagajärjel Maa orbiidile paiskunud materjal peaks 80 protsendi ulatuses kuuluma asteroidile ja 20 protsendi ulatuses Maale. Apollo programmi astronautide kogutud kivimite uurimine aga näitab, et Maa ja Kuu kivimid on selleks liiga sarnased.

Teadlaste arvates tuleb koostada selline mudel, mille kohaselt on Kuu moodustunud  peamiselt Maa kivimilisest materjalist. Artikli esimene autor, Zürichi tehnoloogiainstituudi teadlane Mathieu Touboul väidab, et nad on sellise mudeli loomisega hakkama saanud, kirjutas National Geographic.

„Kuu moodustus magmakettast, mis oli ühise atmosfääriga Maaga ühendatud,” selgitas Touboul oma hüpoteesi põhiolemust.

Seega oli võimalik materjali vahetada metalliaurudest rikastunud atmosfääri vahendusel. Selleks ajaks, kui kaks taevakeha olid teineteisest piisavalt kaugele triivinud, oli nende pinna koostis enam-vähem identne.

„Loodud simulatsioon näitab, et selline materjalivahetus on tõepoolest võimalik,” ütles Touboul.

Samuti väidavad teadlased, et Kuu on noorem, kui seni arvatud. Siiani on üldiselt arvatud, et suur kokkupõrge asteroidiga toimus, kui Maa oli umbes 30 miljoni aasta vanune, kuid Touboul nihutab selle tärmini veel 30 miljonit aastat hilisemaks.

„See võib olla kuni 140 miljonit aastat pärast Päikesesüsteemi ainese kondenseerumahakkamist,” ütles Alan Brandon NASAst, kelle kommentaar artiklile samuti Nature’s ilmus.

Vanuse määramiseks kasutati volframi isotoopi massiarvuga 182. Volfram-182 on radiogeenne isotoop, mis tekib hafnium-182 lagunemisel. Protsessi poolestusajaks on üheksa miljonit aastat.

Võrreldes moodustunud volfram-182 kogust sama elemendi teise isotoobiga volfram-184, mida hafniumist juurde ei teki, on võimalik arvutada vastavaid isotoope sisaldava kivimi vanus ehk kui pika aja eest magma kivimeiks tardus.

„Selle isotoop-paari eeliseks on lühike poolestusaeg, mis teeb nende kasutamise huvipakkuvaks Päikesesüsteemi varaste sündmuste uurimisel,” ütles Brandon.

„Meetod on küll laialt tuntud, kuid Kuu kivimite uurimisel on seda raske kasutada, sest astronautide kogutud kivimid on Kuu pinnal lebanud miljardeid aastaid ning olnud seega kogu selle aja vältel kosmilisele kiirgusele eksponeeritud,” ütles Brandon. „Kosmilised osakesed pommitavad aatomeid ning muudavad neid. Kui seda ei arvestata, saadakse dateerimisel vale tulemus.”

Probleemist on üritatud mööda hiilida nii, et uuritakse sügavamal kivimi sisemuses olevaid metalliisotoope, mis peaksid olema suuremast pommitamisest puutumata jäänud.

Maa ja asteroidi kokkupõrkel vabanes tohutu kogus energiat, mis sulatas Maa ja tekkinud Kuu. Uuringust selgus aga üllatuslikult, et Kuu magmaookean püsis vedelana märksa kauem, kui varem arvati – tardumine toimus ilmselt umbes 120 miljonit aastat peale Päikesesüsteemi moodustumist. See on aga 60 miljonit aastat peale tõenäolist Kuu enda moodustumise aega. „Seega pidi Kuu pind vedelana püsima päris pika aja jooksul,” ütles Brandon.

Brandoni sõnul näitavad arvutimudelid aga, et magma peaks tegelikult tarduma oluliselt lühema aja jooksul. Brandon osales ka teises Nature’s selle aasta alul avaldatud uurimuses Marsi meteoriitide kohta, kus samuti jõuti järeldusele, et Marsi magmaookeani jahtumine võttis ka üllatavalt kaua aega.

Kas sama juhtus ka Maaga, selles pole teadlased veel selgusele jõudnud. „Aga see, et nii juhtus teistel taevakehadel, annab teadlastele mõtlemisainet ka Maa varase ajaloo ümberkirjutamiseks,” lisas Brandon.