ความไม่สอดคล้องกันในสมมติฐานการกำเนิดของดวงจันทร์: ดาวเทียมของโลกเกิดขึ้นได้อย่างไร?

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

เราไม่รู้แน่ชัดว่าดวงจันทร์เกิดขึ้นได้อย่างไร ตามสมมติฐานที่ได้รับความนิยม เมื่อนานมาแล้ว โลกชนกับดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวอังคาร และดาวเทียมของเราก็ก่อตัวขึ้นจากเศษซาก เฉพาะที่นี่เท่านั้นที่ไม่เพิ่มขึ้น

สมมติฐานของการชนกันขนาดใหญ่ระหว่างโลกกับดาวเคราะห์ Teia ถูกเสนอโดยชาวอเมริกัน Hartman และ Davis ในปี 1975 ในช่วงเวลาอันห่างไกล ดาวเทียมสองประเภทเป็นที่รู้จักในระบบสุริยะ: ดาวเทียมที่มีขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ของพวกมันอย่างสิ้นเชิง (โฟบอสและดีมอสใกล้ดาวอังคาร, บริวารของก๊าซและยักษ์น้ำแข็ง) และดวงจันทร์ เธอเป็นดาวเทียมดวงเดียวที่มีมวลมากกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของมวลดาวเคราะห์ของเธอ

ความแปลกประหลาดของดวงจันทร์ต้องการคำอธิบายที่ไม่ได้มาตรฐานว่ามันมาจากไหน การคาดเดาก่อนหน้านี้ค่อนข้างจะไร้เดียงสาและถูกหักล้างได้ง่าย ตัวอย่างเช่น บุตรชายของชาร์ลส์ ดาร์วินสันนิษฐานว่าครั้งหนึ่งโลกหมุนเร็วขึ้นและมีก้อนใหญ่หลุดออกจากโลก สมมติฐานนี้และสมมติฐานที่คล้ายคลึงกันอธิบายได้ไม่ดีว่าแกนเหล็กของดวงจันทร์มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับโลก และเชื่อกันว่าไม่มีน้ำอยู่ที่นั่น

ในความเป็นจริง ในเวลานั้น น้ำในหินดวงจันทร์ถูกค้นพบแล้ว: มันถูกบรรจุอยู่ในดิน (regolith) ที่ Apollo ส่งมา การค้นพบนี้เกิดจากมลภาวะบนบกหรืออุกกาบาต การอ่านค่าของเครื่องตรวจจับไอออนซึ่งบันทึกน้ำไว้ใกล้กับ Apollo นั้นมีสาเหตุมาจากมลพิษทางบก นักวิทยาศาสตร์ปฏิเสธข้อเท็จจริงเชิงประจักษ์เนื่องจากไม่สอดคล้องกับทฤษฎีการกำเนิดของดวงจันทร์ในขณะนั้น

ในทุกทฤษฎีเหล่านี้ ดวงจันทร์ละลายก่อนเพราะเหตุนี้ ดวงจันทร์จึงต้องสูญเสียน้ำ วิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นสันนิษฐานว่ามีเพียงทางเลือกเดียวที่น้ำจะกระทบดวงจันทร์ - ด้วยดาวหาง แต่ในน้ำดาวหาง มีอัตราส่วนไฮโดรเจนที่แตกต่างกันต่อสปีชีส์หนักของมัน ดิวเทอเรียม และในน้ำที่ชาวอเมริกันพบบนดวงจันทร์ อัตราส่วนของไอโซโทปเหล่านี้ก็เท่ากับบนโลก ความไม่ตรงกันอธิบายได้ง่ายที่สุดโดยการปนเปื้อน

อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าเหตุใดหินรีโกลิธจึงมีไททาเนียมน้อยกว่าและองค์ประกอบอื่นๆ ที่ค่อนข้างหนัก ตอนนั้นเองที่สมมติฐานของผลกระทบขนาดใหญ่ (mega-impact) ถือกำเนิดขึ้น ตามที่กล่าวไว้เมื่อ 4, 5 พันล้านปีก่อนดาวเคราะห์โบราณ Theia ชนกับโลกและแรงกระแทกอันทรงพลังได้โยนเศษซากของดาวเคราะห์ทั้งสองออกสู่อวกาศ - ดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ชั้นบนของโลกมีธาตุหนักอยู่ไม่กี่ชนิด เพราะส่วนใหญ่จมลงไปในแกนกลางและชั้นล่างของแมกมา ถูกกล่าวหาว่าเป็นเพราะความแตกต่างของดินบนดวงจันทร์

ปรากฎว่าดาวเทียมของโลกไม่ใช่ดาวเทียมหลัก เช่น ดาวเทียมของดาวพฤหัสบดี แต่เป็นดาวเทียมรอง นอกจากนี้ คำถามที่ว่าทำไมมวลของดวงจันทร์ถึงมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับมวลของโลกจึงถูกลบออกไป นอกจากนี้ สมมติฐานของคนอเมริกันยังอธิบายว่าเหตุใดจึงไม่มีน้ำบนดวงจันทร์อย่างแน่นอน: เมื่อดาวเคราะห์ชนกัน เศษซากน่าจะระเบิดได้มากถึงหลายพันองศา - น้ำก็ระเหยและบินไปในอวกาศ อีกสิ่งหนึ่งคือหลังจากเที่ยวบินของ Apollo ความคิดเรื่องดวงจันทร์ที่ไม่มีน้ำคือความเขลาอย่างดื้อรั้นในข้อเท็จจริง

สมมติฐานดูดีเป็นเวลาสามปีเต็ม แต่แล้วในปี 1978 ชารอนซึ่งเป็นบริวารของดาวพลูโตก็ถูกค้นพบ หากดวงจันทร์มีมวลน้อยกว่าโลก 80 เท่า ชารอนจะเบากว่าดาวพลูโตเพียงเก้าเท่า ปรากฎว่าไม่มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับดวงจันทร์ เกิดความสงสัย: ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ มีแนวโน้มมากที่สุด ชนกันน้อยเกินไปสำหรับดาวเทียมขนาดใหญ่จำนวนมากที่จะปรากฏขึ้น

การวิเคราะห์หินดวงจันทร์ในห้องปฏิบัติการทำให้เกิดความไม่สะดวกใหม่และข้อมูลแรกเกี่ยวกับอุกกาบาตที่มาจากมนุษย์ต่างดาว ปรากฎว่าดวงจันทร์แยกไม่ออกจากโลกด้วยไอโซโทปเท่านั้น และดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะก็มีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรถ้าดวงจันทร์มีส่วนประกอบของดาวเคราะห์ดวงอื่น - เธียโบราณที่สมมุติฐาน? เพื่ออธิบายความขัดแย้ง สมมติฐานของการกระแทกขนาดใหญ่ได้รับการสรุป: สถานที่เกิดของเธียได้รับการพิจารณา … วงโคจรของโลก - นั่นเป็นสาเหตุที่องค์ประกอบไอโซโทปของดาวเคราะห์ทั้งสองเหมือนกัน ในที่เดียว ดาวเคราะห์สองดวงได้ก่อตัวขึ้นพร้อมกัน แล้วชนกัน

แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าทำไมดาวเคราะห์สองดวงจึงปรากฏบนวงโคจรของโลก และทีละดวงบนวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบ เพิ่มปัญหาและนักธรณีวิทยามีคำถามอื่นเกิดขึ้น: หากการชนกันของดาวเคราะห์สองดวงทำให้โลกและเศษซากของมันร้อนขึ้น น้ำมาจากไหนบนโลกใบนี้ โดยบัญชีทั้งหมดมันควรจะระเหย

ทฤษฎีผลกระทบขนาดใหญ่ได้กลายเป็นที่นิยมอย่างมากแล้ว พวกเขาไม่ต้องการละทิ้งมัน ดังนั้นแนวคิดนี้จึงถูกนำเสนอว่าน้ำปรากฏขึ้นบนโลกในภายหลัง - มันถูกนำมาโดยดาวหางที่ตกลงมาบนโลกเป็นเวลาหลายพันล้านปี แต่ในไม่ช้าก็พบว่าอัตราส่วนของไอโซโทปของไฮโดรเจนและออกซิเจนในน้ำดาวหางนั้นแตกต่างอย่างมากจากอัตราส่วนบนโลก มันคล้ายกับน้ำของโลกจากดาวเคราะห์น้อย แต่มีน้อยมากในพวกมัน นั่นคือพวกมันไม่สามารถเป็นแหล่งที่มาของมหาสมุทรของเราได้

ในที่สุด ในศตวรรษที่ 21 ก็เริ่มพบร่องรอยของน้ำบนดวงจันทร์ และเมื่อผู้เสนอสมมติฐานผลกระทบขนาดใหญ่แนะนำว่าดาวหางนำน้ำนี้มา นักธรณีวิทยาชาวดัตช์แสดงให้เห็นว่าหินบนดวงจันทร์ไม่สามารถก่อตัวขึ้นในรูปแบบปัจจุบันได้หากไม่มีน้ำตั้งแต่เริ่มต้นการก่อตัวของดาวเทียม สถานการณ์เลวร้ายลงโดยนักดาราศาสตร์ชาวรัสเซีย: ตามที่พวกเขากล่าวโดยทั่วไปการชนกันของดาวหางกับดวงจันทร์นำไปสู่การออกจากน้ำมากกว่า 95% กลับสู่อวกาศ

สถานการณ์สะท้อนให้เห็นได้ดีที่สุดในบทความปี 2013 ที่มีหัวข้อว่า "ทฤษฎีผลกระทบหมดลงแล้ว"