NASTANEK LUNE

 Ko so astronavti iz misij Apollo na Zemljo prinesli vzorce skal iz Lune, so znanstveniki kmalu ugotovili presenetljivo podobnost v sestavi kamnin na Luni in tistih na Zemlji. Med drugim je razmerje kisikovih izotopov na Luni in Zemlji enaka, gostota kamnin pa je 3.34 g/cm³, kar je enako tisti v Zemljinem plašču. Te in še mnoge druge podobnosti se niso ujemale s takrat sprejeto teorijo, da je Luna nastala ločeno od Zemlje. Še en argument v prid drugi teoriji je bilo Lunino izredno majhno kovinsko jedro in posledično skoraj neobstoječe magnetno polje.

 Zemlja in Luna sta torej nastali skupaj. V zadnjih letih so astronomi, fiziki, kemiki, geografi, geologi in še mnogo drugih znanstvenikov prvič v zgodovini astronomije sestavili teorijo, ki skladno vključuje vse podatke in dognanja. Skupaj so sestavili naravnost neverjetno sliko nastanka naše vesoljske sosede.

 Luna je nastala v oknu med 4.52 in 4.50 milijardami let, v poznem obdobju nastajanja Zemlje. Zemlja je v tem času že imela oblikovano atmosfero in oceane. V tej fazi nastajanja Osončja so po protoplanetarnem disku krožili številni protoplaneti, mnogi na zelo kaotničnih tirnicah.

Trenutek trka.

Zemlja, pol ure po trku; bazirano na racunalniški simulaciji pri PSI.

Zemlja pet ur po trku; bazirano na računalniški simulaciji pri PSI.

 Ker je bilo število protoplanetov relativno veliko, je prihajalo do trčenj. Prav pred 4.52 do 4.50 milijarde let je v mlado Zemljo, kjer so se morda že nahajale sledi življenja, s hitrostjo med 20 in 40 km/s trčil ogromen protoplanet, velik kot Mars. Kinetična energija telesa, ki se je sprostila ob trku, je bila dovolj velika, da je uničila atmosfero in oceane in odvrgla velik del Zemljinega plašča v okolico. Težji elementi iz kovinskega jedra so ostali na trenutno močno deformirani Zemlji.

 Nekaj materiala, izvrženega ob trčenju je ušlo v medplanetarni prostor, nekaj se ga je usedlo nazaj na Zemljo, večina pa se je razporedila v prstan okoli Zemlje. Okoli 6 mesecev je Zemlja imela prstane tako kot današnji Saturn!

Zemlja in Luna, kakšne 3 do 5 mesecev po trčenju. Luna še ni zrasla do današnje velikosti.

Kakšni 2 leti po trku se je večina materiala zbrala v novo Luno. Na začetku je imela še staljeno površino, pokrito z oceani magme. Intenziven vulkanizem se je nadaljeval še naslednjih 900 milijonov let. Na sliki je zgodnja vulkanska erupcija.

 V prstanu so se nahajale večje zgoščine materiala, tako kot protoplaneti v protoplanetarnem disku, so tudi te rastle na račun drugih. Računalniško modeliranje kaže, da se je večina materiala v prstanu zbrala v novo telo v le enem letu po trku. Tako je nastala Luna. Vendar je tedanja Luna bila drugačen svet od današnjega. Intenzivno so jo bombardirali manjši protoplaneti in druga telesa, okoli Zemlje pa je krožila na razdalji le 80 000 do 100 000 km (danes na 390 000 km!!). Plimske sile, ki delujejo na Luno ko kroži okoli Zemlje jo počasi potiskajo navzven, približno 1 cm na leto. Čez nekaj milijard let utegne Luna postati samostojen planet.

Luna in Zemlja pred 3 milijardami let. Podobno kot danes. Vulkanizma ni več. Trki so redki. Relief se skoraj ne spreminja. Luna čaka na prihod prvega človeka.

Družina (Mama Zemlja in hčerka Luna :-)

 Nekaj argumentov v prid tej teoriji:

 Zemlja ima zelo veliko kovinsko jedro, Luna pa takšnega jedra nima. To je zato, ker se je do časa, ko je prišlo do trka, kovinski material v mladi Zemlji že ustalil v njenem jedru, trk pa je v vesolje odvrgel le material iz plašča, ki je siromašen s kovinami. Kovinsko jedro protoplaneta se je zaradi velikih temperatur ob trku (10 000 K) stalilo in se združilo z Zemljinim.

 Zemlja ima povprečno gostoto 5.5 g/cm³, Luna pa le 3.3 g/cm³, kar pa je ravno gostota Zemljinega plašča.

 Luna ima enako razmerje kisikovih izotopov kot Zemlja, medtem ko imajo Mars in skale iz drugih predelov Osončja drugačna razmerja, kar kaže, da je Luna nastala v Zemljini okolici.

 Nastanek Lune se težko pojasni s teorijo nastanka ostalih satelitov v Osončju. V vsem Osončju imata podobno razmerje satelit/planet le še Pluton in Haron, kar še podpira teorijo katastrofalnega dogodka, ki se je od devetih planetov v celotnem sistemu zgodil le dvema.

 Nekaj zgodnejših teorij:

 pri eni teoriji je Luna sesterski planet, ki se je oblikoval poleg Zemlje. Vendar pa ta teorija ne razloži manjkajočega kovinskega jedra.  druga teorija pravi, da se je Luna oblikovala v delu Osončja revnem s kovinami in da je bila ujeta v orbito okoli Zemlje kasneje. Ta teorija pa je propadla, ko so na Luni našli enaka razmerja kisikovih izotopov kot na Zemlji.  tretja, morda nekoliko nora ideja pravi, da se je Zemlja vrtela tako hitro da je odvrgla del plašča, ki je oblikoval v Luno. Ta teorija je propadla po simulacijah ki so pokazale, da se današnji sistem Luna-Zemlja ne bi mogel razviti na ta način zaradi prevelikih radialnih pospeškov in vrtilne količine.