Legendinė „Genesis“ uoliena: atsakymas apie Mėnulio kilmę gali pakeisti ir tai, ką žinome apie ankstyvą Žemę

Praėjus daugiau nei pusei amžiaus po „Apollo“ misijų, Mėnulio kilmė išlieka viena didžiausių planetologijos mįslių. Mokslininkai sutaria dėl bendro scenarijaus, kad ankstyvąją Žemę trenkė milžiniškas kūnas, o iš į kosmosą išmestų nuolaužų susiformavo Mėnulis, tačiau detalės vis dar kelia ginčų.

Šis smūgio scenarijus vadinamas milžiniško susidūrimo hipoteze, o hipotetinis smogikas dažnai vadinamas Teija. Skirtingi modeliai rodo labai nevienodą jo dydį: nuo objekto, panašaus į ankstyvąjį Merkurijų, iki kūno, siekusio maždaug pusę dabartinės Žemės.

Viena opiausių problemų yra cheminis panašumas tarp Žemės ir Mėnulio uolienų. Klasikinės skaitmeninės smūgio simuliacijos dažnai prognozuoja, kad Mėnulis turėtų būti labiau sudarytas iš smogiko medžiagos, todėl jo sudėtis turėtų ryškiau skirtis nuo Žemės, tačiau „Apollo“ pargabenti mėginiai rodo priešingą tendenciją.

„Mėnulio uolienos yra daug panašesnės į Žemės, nei turėtų būti pagal klasikinius modelius“, – sakė Amsterdamo Vrije universiteto Mėnulio ir planetų tyrėjas Wimas van Westrenenas.

Tyrėjų dėmesys krypsta į naujesnius hidrodinaminius modelius, kurie leidžia efektyvesnį medžiagos susimaišymą po smūgio. Tokie scenarijai geriau paaiškintų, kodėl izotopiniai ir cheminiai parašai, lyginant Mėnulio ir Žemės mantijos medžiagą, daugeliu atvejų yra stulbinamai artimi.

Van Westreneno laboratorija specializuojasi itin aukštų temperatūrų ir slėgių eksperimentuose, kurie padeda atkurti Mėnulio gelmių sąlygas. Tokie bandymai leidžia tikslinti, kokie mineralai ir kokia seka formavosi, kai Mėnulis po susidūrimo galėjo būti virtęs globaliu magmos vandenynu.

Viena garsiausių „Apollo“ programos uolienų yra vadinamoji Genesis uoliena, paimta 1971 metais „Apollo 15“ misijos metu. Ji sudaryta beveik vien iš plagioklazo, mineralo, kuris dėl mažesnio tankio linkęs kilti į viršų, todėl laikomas svarbia užuomina apie ankstyvą Mėnulio plutos formavimąsi ir ilgalaikį magmos vandenyno vėsimą.

Mokslininkai svarsto du pagrindinius kelius, kaip smūgis galėjo sukurti šiandien matomą Žemės ir Mėnulio sistemą. Vienu atveju Žemė galėjo būti beveik susiformavusi, o į ją dideliu greičiu ir tinkamu kampu smogė mažesnis kūnas, kitu atveju Žemė tuo metu galėjo būti gerokai mažesnė, o susidūrimas su didesniu kūnu užbaigė planetos augimą.

Po smūgio lengvesnės silikatinės medžiagos dalis, remiantis hipoteze, liko orbitoje ir sutelkėsi į Mėnulį, o tankesnė medžiaga labiau prisidėjo prie Žemės branduolio formavimosi. Tačiau tikslus medžiagų pasidalijimas ir susimaišymo mastas yra tai, kas lemia, ar modelis geba paaiškinti stebimą cheminį panašumą.

Pastaraisiais metais svarbiu postūmiu tapo ir nauji, didesnės raiškos skaitmeniniai modeliai, taip pat pažangesnė uolienų analizė, leidžianti preciziškiau matuoti izotopų santykius. Tyrėjai tikisi, kad ateities mėginių pargabenimo misijos, įskaitant planuojamas „Artemis“ programos ekspedicijas, suteiks daugiau duomenų iš Mėnulio regionų, kurie nebuvo pasiekti „Apollo“ laikais.

Nors bendras vaizdas, kad Mėnulis gimė iš milžiniško susidūrimo, mokslo bendruomenėje laikomas labiausiai tikėtinu, klausimas, koks tiksliai buvo smogikas ir kaip vyko medžiagos maišymasis, tebėra atviras. Mėnulio kilmės atsakymas, pasak tyrėjų, yra tiesiogiai susijęs ir su pačios Žemės ankstyvąja istorija.