زمین، ماه را به دنیا آورده است!

مدت‌ها تصور می‌شد که ماه در اثر یک برخورد فاجعه‌آمیز بین زمین و یک پیش‌سیاره به اندازه مریخ به نام «تیا» (Theia) متولد شده است، اما یک پژوهش جدید، این نظریه دیرینه را به چالش می‌کشد.

به نقل از فیز، گروهی از دانشمندان «دانشگاه گوتینگن» (University of Göttingen) و «مؤسسه پژوهشی ماکس پلانک برای تحقیقات منظومه شمسی» (MPS)، ایزوتوپ‌های اکسیژن موجود در سنگ‌های ماه را تحلیل کردند و سرنخ دیگری را درباره چگونگی شکل‌گیری ماه و تامین آب زمین یافتند.

این پژوهش که با هدف بررسی منشأ ماه و تاریخچه اولیه آب در زمین انجام شد، نشان می‌دهد که ماه احتمالا بیشتر از مواد گوشته زمین تشکیل شده و تیا حداقل دخالت را داشته است.

تجزیه و تحلیل ایزوتوپ اکسیژن روی ۱۴ نمونه قمری انجام شد و ۱۹۱ بررسی نیز روی کانی‌های زمینی انجام گرفت. ایزوتوپ‌ها انواعی از یک عنصر با وزن اتمی متفاوت هستند.

پژوهشگران در پروژه خود از روش پیشرفته «فلوئوردهی لیزری» استفاده کردند که شامل استفاده از لیزر برای استخراج اکسیژن از نمونه‌های سنگ است. بررسی‌های صورت‌گرفته، شباهت بسیار زیادی را در فراوانی ایزوتوپ اکسیژن-۱۷ بین نمونه‌های زمین و ماه نشان دادند.

این یافته سال‌هاست که دانشمندان را متحیر کرده و لقب «بحران ایزوتوپی» را از آنها گرفته است. این بحران در کیهان‌شیمی به یک معمای دیرینه بازمی‌گردد مبنی بر این که زمین و ماه، ترکیبات ایزوتوپی مشابهی را به ویژه در اکسیژن دارند.

این شباهت غیرمنتظره است، زیرا نظریه غالب شکل‌گیری ماه -فرضیه برخورد بزرگ- پیش‌بینی می‌کند که ماه باید یک امضای ایزوتوپی متفاوت را به دلیل دخیل بودن یک پیش‌سیاره جداگانه یعنی تیا داشته باشد.

پروفسور «آندریاس پک» (Andreas Pack)، مدیرعامل مرکز علوم زمین دانشگاه گوتینگن گفت: یک توضیح این است که تیا در برخورد‌های پیشین، گوشته سنگی خود را از دست داد و سپس مانند یک گوی فلزی به زمین اولیه برخورد کرد. اگر این طور بود، تیا امروز بخشی از هسته زمین به شمار می‌رفت و ماه از مواد خارج‌شده از گوشته زمین تشکیل می‌شد. این نظریه، شباهت را در ترکیب زمین و ماه توضیح می‌دهد.

این پژوهش، تاریخچه آب روی زمین را نیز آشکار کرد. فرضیه «Late Veneer» نشان می‌دهد که آب زمین پس از رویداد شکل‌گیری ماه از راه رسیده است. این نظریه می‌گوید که یک مجموعه از برخورد شهاب‌سنگ‌های غنی از آب، مقادیر زیادی از آب را به زمین رساندند.

پژوهشگران در این پروژه دریافتند که می‌توان احتمال نقش بسیاری از انواع شهاب‌سنگ‌ها را به عنوان منبع آب زمین رد کرد. در عوض، داده‌ها از این ایده حمایت می‌کنند که گروهی از شهاب‌سنگ‌ها به نام «کندریت‌های انستاتیت» ممکن است آب زمین را تامین کرده باشند.

یافته‌ها این فرضیه را تایید می‌کنند که آب ممکن است در اوایل شکل‌گیری به زمین رسیده باشد، نه منحصرا از طریق برخورد‌های دیرهنگام. «میک فیشر» (Meike Fischer)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: با وجود این، از آنجا که داده‌های جدید نشان می‌دهند چنین نیست، می‌توان نقش بسیاری از انواع شهاب‌سنگ را رد کرد. داده‌های ما را می‌توان به خوبی با گروهی از شهاب‌سنگ‌ها به نام کندریت‌های انستاتیت توضیح داد، زیرا آنها از نظر ایزوتوپی شبیه به زمین هستند و آب کافی را دارند تا به تنهایی مسئول تامین آب زمین باشند.

این پژوهش در مجله «PNAS» به چاپ رسید.