Syn Ziemi

Nowe odkrycia wspierają teorię, według której Księżyc narodził się ze skalnego rumowiska wyrwanego z Ziemi na skutek kosmicznej katastrofy. Dowody na potwierdzenie tej tezy znaleziono w liczących 3,2 mld lat skałach z południowej Afryki, w których zachowały się ślady najstarszych pływów oceanicznych.
Istniało kilka hipotez dotyczących powstania Księżyca. Jedna z pierwszych głosiła, że jest on siostrzanym światem Ziemi, który uformował się na orbicie wraz z nią. Została jednak odrzucona, gdyż nie wyjaśniała, dlaczego na Księżycu nie ma żelaza. Druga zakładała, że nasz satelita powstał w ubogich w ten pierwiastek odległych rejonach Układu Słonecznego, a następnie został przechwycony przez siły grawitacji Ziemi. Teoria ta upadła, gdy astronauci dostarczyli próbki księżycowych skał. Okazało się, że tamtejsze skały mają taki sam skład izotopowy jak ziemskie. Trzecia hipoteza zakładała, że młoda Ziemia tak szybko się obracała, że jej fragment oderwał się i z niego powstał Księżyc. Dzisiaj badacze nie traktują jednak tego założenia poważnie.
Najnowsze odkrycia wspierają hipotezę, według której Księżyc narodził się podczas kosmicznej katastrofy. Gdy miliardy lat temu formowało się Słońce i planety, w Układzie Słonecznym było wiele dużych obiektów. Kosmiczne zderzenia były wtedy bardzo częste. Teoria wielkiej kolizji, przedstawiona po raz pierwszy w 1975 r. przez Williama K. Hartmanna i Donalda R. Davisa, zakłada, że w Ziemię uderzyła planeta o rozmiarach zbliżonych do Marsa. Uderzenie nastąpiło po tym, jak uformowało się ziemskie jądro, a więc wyrwany został jedynie skalisty, ubogi w żelazo materiał z zewnętrznych warstw planety. Z tej materii właśnie powstał Księżyc.
Kilka lat temu sonda Lunar Prospector znalazła dowód wspierający teorię Hartmanna i Davisa: odkryła, że księżycowe jądro zawiera mniej niż 4 proc. całkowitej masy satelity. Jest to bardzo niewiele w porównaniu z Ziemią, której jądro zawiera ok. 30 proc. jej masy. Rozmiar jądra jest w tym wypadku bardzo ważny, gdyż wszystkie obiekty w naszym systemie planetarnym zbudowane są z tego samego materiału. Gdy formowała się Ziemia, ciężkie żelazowe jądro "spłynęło" do jej centrum, pozostawiając na powierzchni skaliste warstwy. Jeśli Księżyc powstałby niezależnie od Ziemi, także miałby duże metaliczne jądro. Jest ono jednak niewielkie i dlatego badacze wnioskują, że nasz satelita jest kawałkiem Ziemi wyrwanym z jej zewnętrznych warstw.
Niedawno geolodzy Ken Eriksson i Edward Simpson zidentyfikowali w pobliżu Barberton w Afryce Południowej liczące 3,2 mld lat warstwy geologiczne złożone przez pływy oceaniczne. Eriksson odkrył je jeszcze w latach 70. Podejrzewał wówczas, że są to ślady prastarych przypływów. Teraz udało mu się udowodnić, że prążkowane wzory osadów są śladami dziennych, dwutygodniowych i miesięcznych cyklów morskich przypływów. Układ warstw przemawia za tym, że pierwotna orbita Księżyca była - tak jak dzisiaj - niemalże kołowa. Badacze argumentują, że gdyby Księżyc powstał z dala od Ziemi i został przechwycony przez pole grawitacyjne naszej planety, jego orbita byłaby bardzo eliptyczna i skamieniałe ślady dawnych przypływów nie tworzyłyby tak regularnych warstw. Podczas przypływów morskie wody nanoszą piaszczyste osady w płytkich miejscach przybrzeżnych i u ujść rzek. Gdy wody opadają, drobne ziarna mułu i gliny tworzą cieniutkie błotniste warstwy. Dzieje się tak od miliardów lat. Dwie piaszczyste warstwy i dwie warstwy mułu to ślady dwóch dziennych przypływów i odpływów. Grubsza warstwa piachu została złożona przez najwyższy dzienny przypływ, który miał szybszy prąd, będący w stanie nanieść więcej piachu. "Nasze badania dowodzą, że 3,2 mld lat temu Księżyc okrążał Ziemię po regularnej orbicie, co wspiera teorię wielkiej katastrofy" - twierdzi Eriksson.
Księżyc pędzi wokół Ziemi w tempie 800 m na sekundę, lecz jego prędkość stale maleje i satelita stopniowo oddala się. Dzisiaj okrąża nas w odległości ponad 380 tys. km, lecz afrykańskie skały wskazują, że 3,2 mld lat temu obiegał naszą planetę w ciągu 20 dni i był o jedną czwartą bliżej Ziemi. Nasza planeta obracała się znacznie szybciej; doba była krótsza, a rok liczył aż 550 dni.
Teorię Erikssona wspierają badania niemieckich geochemików, którzy twierdzą, że do katastrofy doszło 50-100 mln lat po tym, gdy powstał Układ Słoneczny (liczący 4,56 mld lat). Carsten Munker z Münster Universität uważa, że żelazowo-niklowe jądro Ziemi zaczęło się formować wkrótce po tym, jak młode Słońce i jego planety ukończyły 50 mln lat. Grupa Munkera badała księżycowe skały i meteoryty. Szukali bardzo rzadkiego pierwiastka - cyrkonu 92 - powstającego na skutek rozpadu niobu 92. "Cały zapas niobu 92 został tak szybko zużyty, że ten proces zatrzymał się 50 mln lat po powstaniu naszego układu planetarnego" - tłumaczy Munker. W przeciwieństwie do asteroid, na młodej Ziemi i w skałach księżycowych brakuje cyrkonu 92. Oznacza to, że skały Ziemi i Księżyca powstały po tym, gdy niob 92 został zużyty, czyli co najmniej 50 mln lat po powstaniu planet. Wiemy też, że najstarsze skały księżycowe skrystalizowały się 4,44 mld lat temu, czyli 100 mln lat po narodzinach Układu Słonecznego. Księżyc musiał więc powstać w tym samym okresie.