کره ی ماه در اثر برخورد زمین با جسمی کوچکتر از مریخ تشکیل شده است

مدت هاست که فضانوردان تصور می کنند کره ی ماه علی رغم ظاهر آرامی که دارد، در اثر برخورد زمین با یک جسم فضایی در سال های ابتدایی عمر خود به وجود آمده است. اما آنها تاکنون مطمئن نبودند که این جسم بسیار بزرگی که به زمین برخورد کرده است و داشنمندان آن را تِئا می نامند چه ابعادی داشته است. مطالعه ای که اخیرا در ژورنال رساله های تحقیقاتی ژئوفیزیکی به چاپ رسیده، سعی در حل این معمای بزرگ داشته است.

گویا آی‌تی  –  گزارشی که به تازگی منتشر شده است نشان می دهد که برخورد باید با یک جسم بسیار بزرگ، در حد و اندازه ی مریخ یا اندکی کوچکتر از آن موجب تشکیل شدن کره ی ماه شده است.

این ابعاد، کوچکتر از چیزی است که دانشمندان ابتدا در این نظریه متصور بوده اند. آن ها پیش از این فکر می کردند حداقل ابعاد جسمی که با زمین برخورد کرده است باید به اندازه ی مریخ باشد، نه حداکثر آن.

اما این تئوری همیشه مورد تردید بوده است. کره ی زمین و قمر آن ماه، علی رغم تفاوت هایی که دارند ردپای شیمیایی یکسانی از خود به نمایش گذاشته اند که نشان از یکسان بودن عناصر موجود در این دو جسم فضایی دارد. دانشمندان نمی توانستند این موضوع را در چهارچوب نظریه ی برخورد عظیم زمین با یک جسم دیگر توضیح دهند. یک نظریه ی دیگر سعی در توضیح این شبهه داشت – به این صورت که زمین و ماه زمانی تشکیل شده اند که دو جسم مشابه و کوچکتر با یکدیگر ادغام شده و سپس از هم جدا شدند.

در مقاله ای که اخیرا منتشر شده است، دانشمندان با استفاده از یک برنامه ی رایانه ای بسیار پیشرفته به سراغ معمای ردپای مشابه این دو سیاره رفته اند. این برنامه بیش از دو میلیون شبیه سازی مختلف از یک برخورد بزرگ را مورد آزمایش قرار داده است. در هرکدام از این حالت ها، پارامترها اندکی تغییر داده شده اند و متغیرهایی چون اندازه ی تئا مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، محققان نتایج هر شبیه سازی را با محتوای درونی زمین مقایسه کرده اند.

در تمامی حالت های شبیه سازی شده ای که در آن اندازه ی تئا حداقل ۱۵ درصد اندازه ی کنونی زمین بوده است، نتایج کاملا اشتباه بوده است. اگر برخوردی که کره ی ماه را ایجاد کرده است چنین مشخصاتی داشت، در آن صورت لایه ی پوسته ی ذوب شده ی زمین می بایست مقادیر بیشتری از عناصر نیکل و کوبالت را نسبت به شرایط کنونی در خود جای می داد.

این یعنی دانشمندان بالاخره توانسته اند با استفاده از شواهد و مدارک، حدس های مربوط به بزرگ بودن تئا تا این اندازه را رد کنند، و پاسخ این معما را بین ۱۰ و ۱۵ درصد جرم کنونی زمین، یا اندازه ای در حدود مریخ محدود کنند. شبیه سازی تئا در این محدوده با توجه به سایر مشخصاتی که برای برخورد در نظر گرفته می شود نزدیک به واقعیت است، اما هرچه جسم برخورد کننده به زمین کوچکتر در نظر گرفته شده است، شانس آنکه شبیه سازی ها نتیجه را نزدیک به زمین کنونی اعلام کنند بیشتر بوده است.

دانشمندان می افزایند که ممکن است بررسی مشخصات زمین تا پیش از آنکه اثرات ناشی از برخورد تئا در اعماق زمین دفن شده باشد، اطلاعاتی از مشخصات سیاره ی زمین در زمان قبل از برخورد را در اختیار ما قرار دهد. آن ها معتقدند اگر این ایده درست باشد، می توانند با یافتن این “نشانه های زمین-شیمیایی کهن” توضیحات بیشتری در مورد ظاهر و مشخصات کره ی زمین در سال های اولیه ی تولد خود به ما ارائه کنند.