Σύμφωνα με την πιο ευρέως αποδεκτή θεωρία, το φεγγάρι σχηματίστηκε περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, όταν ένα αντικείμενο μεγέθους Άρη που ονομάζεται Θεία συγκρούστηκε με τη Γη (γνωστή και ως υπόθεση του γιγαντιαίου αντίκτυπου). Αυτός ο αντίκτυπος έριξε σημαντικές ποσότητες συντριμμιών που σταδιακά συγκεντρώθηκαν για να σχηματίσουν τον μοναδικό φυσικό δορυφόρο της Γης. Μία από τις πιο συναρπαστικές αποδείξεις για αυτήν τη θεωρία είναι το γεγονός ότι η Γη και η Σελήνη είναι εξαιρετικά παρόμοια όσον αφορά τη σύνθεση.
Ωστόσο, προηγούμενες μελέτες που αφορούσαν προσομοιώσεις υπολογιστών έδειξαν ότι εάν η Σελήνη δημιουργήθηκε από τεράστια πρόσκρουση, θα έπρεπε να είχε διατηρήσει περισσότερο υλικό από το ίδιο το κρουστικό εκκρεμές. Αλλά σύμφωνα με μια νέα μελέτη που διεξήχθη από μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Νέου Μεξικού, είναι πιθανό η Γη και η Σελήνη να μην είναι τόσο παρόμοια με τα προηγούμενα.
Η μελέτη που περιγράφει τα ευρήματά τους, με τίτλο "Διακριτές συνθέσεις ισοτόπων οξυγόνου της Γης και της Σελήνης", εμφανίστηκε πρόσφατα στο περιοδικό Φύση Γεωεπιστήμη. Η μελέτη διεξήχθη από τους Erick J. Cano και Zachary D. Sharp του Τμήματος Γης και Πλανητικών Επιστημών της UNM, και τον Charles K. Shearer του Ινστιτούτου Μετεωριτικών της UNM.
Η θεωρία ότι η Γη και η Σελήνη ήταν κάποτε ένα ενιαίο σώμα υπάρχει από τον 19ο αιώνα. Όμως μόλις οι δείκτες βράχου επανήλθαν από τους αστροναύτες του Απόλλωνα, οι επιστήμονες είχαν οριστικά στοιχεία ότι η Γη και η Σελήνη σχηματίστηκαν μαζί. Αυτά τα δείγματα έδειξαν ότι, όπως και η Γη, η Σελήνη αποτελείται από πυριτικά ορυκτά και μέταλλα που διαφοροποιούνται μεταξύ ενός μεταλλικού πυρήνα και ενός πυριτικού μανδύα και κρούστας.
Ενώ η Σελήνη έχει λιγότερο σίδηρο και λιγότερα με ελαφρύτερα στοιχεία, η υπόθεση Giant Impact το εξηγεί αρκετά καλά. Ο σίδηρος, ένα ιδιαίτερα βαρύ στοιχείο, θα είχε συγκρατηθεί από τη Γη ενώ η θερμότητα και η εκρηκτική δύναμη της πρόσκρουσης προκάλεσαν τα ελαφρύτερα στοιχεία να βράσουν και να εκτοξευτούν στο διάστημα. Το υπόλοιπο υλικό από τη Γη και τη Θεία θα είχε κρυώσει και μετά θα αναμίχθηκε για να σχηματίσει τη Γη και τη Σελήνη, όπως τα γνωρίζουμε σήμερα.
Αυτή η θεωρία εξηγεί επίσης την ταχύτητα και τη φύση με την οποία η Σελήνη περιστρέφεται γύρω από τη Γη. συγκεκριμένα, πώς είναι παλιρροιακά κλειδωμένο με τον πλανήτη μας. Ωστόσο, προηγούμενες μελέτες που αφορούσαν προσομοιώσεις υπολογιστών έδειξαν ότι σε αυτό το σενάριο, περίπου το 80% της Σελήνης θα πρέπει να αποτελείται από υλικό που προέρχεται από τη Θεία.
Αυτό παρουσιάζει ένα σοβαρό περιθώριο για τους αστρονόμους και τους γεωλόγους, και διάφορες θεωρίες έχουν προωθηθεί για να το εξηγήσουν αυτό. Σε ένα σενάριο, η Θεία ήταν παρόμοια στη σύνθεση με τη Γη, η οποία θα εξηγούσε γιατί η Γη και η Σελήνη φαίνονται τόσο παρόμοια. Σε μια άλλη, η ανάμιξη υλικών ήταν πολύ διεξοδική, σε σημείο που τόσο η Γη όσο και η Σελήνη διατηρούν στοιχεία της Θείας.
Δυστυχώς, αυτές οι εξηγήσεις είναι είτε ασυνεπείς με όσα γνωρίζουμε για το Ηλιακό Σύστημα είτε παρουσιάζουν δικά τους θεωρητικά προβλήματα. Για να ρίξει φως σε αυτό, ο Cano και οι συνάδελφοί του θεώρησαν βασική ασυνέπεια με την υπόθεση των γιγαντιαίων επιπτώσεων. Βασικά, όταν οι επιστήμονες εξέτασαν τα σεληνιακά δείγματα βράχου του Απόλλωνα, σημείωσαν ότι οι τιμές ισοτόπων οξυγόνου ήταν ουσιαστικά ίδιες με εκείνες που βρέθηκαν σε βράχους εδώ στη Γη.
Εάν η υπόθεση του γιγαντιαίου αντίκτυπου είναι σωστή, τότε οι πρόδρομοι της Γης και της Σελήνης είτε είχαν ίδιες τιμές για να ξεκινήσουν είτε εκτεταμένη ομογενοποίηση μετά το συμβάν της κρούσης. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, ο Cano και οι συνάδελφοί του διεξήγαγαν ανάλυση ισοτόπου οξυγόνου υψηλής ακρίβειας για μια σειρά διαφορετικών σεληνιακών πετρωμάτων. Αυτό που βρήκαν ήταν ότι οι σεληνιακοί βράχοι έδειξαν υψηλότερες συγκεντρώσεις ελαφρύτερων ισοτόπων οξυγόνου από τη Γη.
Επιπλέον, οι διαφορές αυξάνουν τους βαθύτερους ανιχνευτές από το φλοιό στον μανδύα. Το αποδίδουν στο γεγονός ότι ο φλοιός είναι εκεί όπου τα συντρίμμια από τη Γη και τη Θεία θα είχαν αναμιχθεί, ενώ το εσωτερικό είναι εκεί όπου το υλικό από τη Θεία θα ήταν πιο συγκεντρωμένο. Όπως συνοψίζουν στη μελέτη τους:
«Οι τιμές ισοτόπων οξυγόνου των σεληνιακών δειγμάτων συσχετίζονται με τη λιθολογία και προτείνουμε ότι οι διαφορές μπορούν να εξηγηθούν αναμειγνύοντας μεταξύ ισοτοπικά ελαφρών ατμών, που δημιουργούνται από την πρόσκρουση, και του εξόχως τμήματος του πρώιμου σεληνιακού μάγματος. Τα δεδομένα μας υποδηλώνουν ότι δείγματα που προέρχονται από το βαθύ σεληνιακό μανδύα, τα οποία είναι ισοτοπικά βαριά σε σύγκριση με τη Γη, έχουν ισοτοπικές συνθέσεις που είναι πιο αντιπροσωπευτικές του πρωτοεμφανιζόμενου κρουστικού παράγοντα «Theia». "
Συνοπτικά, τα ερευνητικά ευρήματα της ομάδας δείχνουν ότι η Γη και η Θεία δεν ήταν παρόμοια στη σύνθεση, η οποία παρέχει τα πρώτα οριστικά στοιχεία ότι η Θεία πιθανότατα σχηματίστηκε μακρύτερα από τον Ήλιο από ό, τι έκανε η Γη. Παρομοίως, η δουλειά τους δείχνει ότι οι διακριτές συνθέσεις ισότοπου οξυγόνου της Θείας και της Γης δεν ομογενοποιήθηκαν πλήρως από τον αντίκτυπο που σχηματίζει τη Σελήνη.
Αυτή η μελέτη υπενθυμίζει έρευνα που διεξήχθη πρόσφατα από μια ομάδα από το Yale και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Τόκιο. Σύμφωνα με τη δουλειά τους, η Γη ήταν ακόμα μια καυτή σφαίρα μάγματος όταν έλαβε χώρα η κρούση που σχηματίζει τη Σελήνη. Αυτό θα επέτρεπε την απώλεια υλικού από τη Θεία στο διάστημα, ενώ υλικό από τη Γη συνενώθηκε γρήγορα για να σχηματίσει τη Σελήνη.
Το αν υλικό από τη Θεία χάθηκε στο διάστημα ή διατηρήθηκε ως μέρος του εσωτερικού της Σελήνης είναι ένα ερώτημα που οι επιστήμονες θα μπορούν να εξετάσουν πληρέστερα χάρη στις πολλές αποστολές δειγματοληπτικής επιστροφής που θα πραγματοποιηθούν τα επόμενα χρόνια. Αυτά περιλαμβάνουν τη NASA να στέλνουν αστροναύτες πίσω στη σεληνιακή επιφάνεια (Έργο Άρτεμις) και πολλά rover που στάλθηκαν από την Κίνα (Chang'e 5 και Chang'e 6 αποστολές).
Αυτά και άλλα μυστήρια σχετικά με τον μοναδικό δορυφόρο της Γης έχουν πολλές πιθανότητες να απαντηθούν σύντομα!
