От края на 19 век учените се борят да обяснят произхода на Луната. Докато учените отдавна теоретизират, че тя и Земята имат общ произход, въпросите как и кога се оказват неуловими. Например, общият консенсус днес е, че въздействие с обект с размер на Марс (Тея) доведе до формирането на Земята-Луната система малко след образуването на планетите (известна още като хипотеза на гигантското въздействие).
Симулациите на това въздействие обаче показват, че Луната би се образувала от материал предимно от ударащия обект. Това обаче не се потвърждава от доказателствата, които показват, че Луната е съставена от същия материал, който е и Земята. За щастие ново проучване на екип от учени от Япония и САЩ предложи обяснение за несъответствието: сблъсъкът се случи, когато Земята все още беше съставена от гореща магма.
Проучването, което описва техните открития, „Земният магма океански произход на Луната“, наскоро се появи в списанието Nature Geoscience. Изследването беше ръководено от Нацуки Хосоно от Центъра за изчислителни науки RIKEN и включваше изследователи от Йейлския университет, Центъра за изчислителни науки RIKEN и Института за наука за Земята-живот (ELSI) към Токийския технологичен институт.
Освен симулациите, които моделират сценария на въздействието, хипотезата на гигантското въздействие е поразена и от факта, че при въздействие по-голямата част от материала, образуващ Луната, би бил силикатен минерал. Това би довело до това, че спътникът на Земята е беден на желязо, но сеизмологичните проучвания показват, че Луната вероятно има ядро като земното (съставено от желязо и никел) и че конвекцията в сърцевината му също задвижва магнитно поле едно време.
Отново новото проучване предлага сценарий, който може да обясни това. Според модела, който създадоха, когато Земята и Тея се сблъскаха приблизително 50 милиона години след образуването на Слънцето (преди около 4,6 милиарда години), Земята беше покрита от море от гореща магма, докато Тея вероятно беше съставена от твърд материал.
Този модел показа, че след сблъсъка магмата на Земята щеше да се нагрява много повече от твърди частици от ударащия обект. Това би причинило магмата да се разшири по обем и да избяга в орбита, за да образува Луната. Този последен модел, който отчита различната степен на нагряване между прото-Земята и Тея, ефективно обяснява как има много повече земни материали в грима на Луната.
Шун-чиро Карато, професор по геология в Йейлския университет и съавтор на статията, е провел обширни изследвания на химичните свойства на прото-земната магма в миналото. Както той обясни в интервю за Yale News:
„В нашия модел около 80% от Луната е направена от протоземни материали. В повечето от предишните модели около 80% от луната е направена от ударника. Това е голяма разлика. "
Заради проучването Карато ръководи изследователските усилия на екипа за пресоване на разтопен силикат. Задачата да разработи изчислителен модел, който да предвиди как материалът от сблъсъка ще бъде разпределен, междувременно се изпълнява от група от ELSI в Токийския технологичен институт и Центъра за изчислителни науки RIKEN.
Взети заедно, новият модел демонстрира, че прегрятата магма ще бъде загубена в космоса и ще се слее, за да образува ново тяло в орбита по-бързо от материала, изгубен от ударника. Той също така показа, че материал от вътрешността на Земята (който би бил богат на желязо и никел) също ще влезе в образуването на Луната - която след това ще потъне до центъра, за да образува ядрото на Луната.
По същество новият модел потвърждава предишните теории за това как се е образувала Луната, като премахва необходимостта от неконвенционални условия на сблъсък. Досега това са направили учените, за да отчетат несъответствието между симулациите на въздействието и данните, получени от изследването на Лунните скали и лунната повърхност.
Това проучване би могло да доведе и до по-усъвършенствани теории за това как се е образувала Слънчевата система и какво се е състояло веднага след това. Тъй като въздействието между прото-Земята и Тея може да е изиграло роля за евентуалното възникване на живот на Земята, това също би могло да помогне на учените да ограничат необходимото, за да може звездата да има обитаеми планети.
