Kuun synty ja volframin arvoitus
Kuun muodostuminen
Laajalti hyväksytyn jättiläismäisen törmäyksen hypoteesin mukaan Kuu muodostui noin 4,5 miljardia vuotta sitten, kun Marsin kokoinen kappale nimeltä Theia törmäsi Maahan. Simulaatiot ja kuukivien analyysit viittaavat siihen, että Kuu koostuu pääasiassa Theian vaipan materiaalista, jonka koostumus on samanlainen kuin Maan vaipan.
Kuun kemiallinen koostumus
Kuitenkin planeetoilla on yleensä erilliset kemialliset koostumukset. Jos Theia muodostui kaukana Maasta, sen koostumuksen olisi pitänyt olla erilainen, eikä Kuun koostumuksen pitäisi muistuttaa Maan vaippaa.
Volframin arvoitus
Yksi alkuaine, joka monimutkaistaa Kuun syntytarinaa, on volframi. Volframi on rautaa rakastava alkuaine, joka pyrkii vajoamaan planeettojen ytimiin. Kuulla ja Maalla pitäisi siksi olla hyvin erilaiset määrät volframia, koska Theian volframipitoinen vaippa olisi sulautettu Kuuhun törmäyksen aikana.
Isotooppiset yhtäläisyydet
Kaksi riippumatonta tutkimusta tutki kahden volframi-isotoopin suhdetta kuukivi- ja Maanäytteissä. Ne havaitsivat, että kuukivissä on hieman enemmän volframi-182 kuin Maassa, mikä on mielenkiintoinen löytö, koska volframi-182 syntyy hafnium-182:n radioaktiivisesta hajoamisesta, jolla on lyhyt puoliintumisaika.
Myöhäisen kuoren hypoteesi
Yksinkertaisin ratkaisu volframin arvoituksen on myöhäisen kuoren hypoteesi. Tämä hypoteesi viittaa siihen, että Maalla ja protoplaneetta Kuulla oli alun perin samanlaiset volframi-isotooppisuhteet. Kuitenkin Maa, joka on suurempi ja massiivisempi, jatkoi planetesimaalien vetämistä puoleensa törmäyksen jälkeen lisäten uutta materiaalia vaippaansa. Tällä myöhäisellä kuorella olisi ollut enemmän volframi-184 suhteessa volframi-182:een, kun taas Kuu olisi säilyttänyt törmäyksestä peräisin olevan suhteen.
Todisteita myöhäisestä kuoresta
Myöhäisen kuoren hypoteesia tukee se tosiasia, että Maan vaipassa on enemmän siderofiilisiä alkuaineita (rautaa rakastavia alkuaineita) kuin odotettiin. Näiden alkuaineiden olisi pitänyt vajota ytimeen, mutta meteoriittitörmäysten on täytynyt tuoda ne Maahan ytimen muodostumisen jälkeen.
Volframi-isotooppisuhteiden samankaltaisuus
Jotta protoplaneetta Kuu vastaisi Maan volframisuhdetta, Theian ja Maan on täytynyt alkaa hyvin samanlaisilla volframipitoisuuksilla. Tämän pulman ratkaiseminen vaatii lisää planeettatutkimuksia, mutta Kuun alkuperätarina on muuttumassa selvemmäksi.
Planetesimaalien rooli Kuun muodostumisessa
Simulaatiot ovat osoittaneet, että on todennäköisempää, että suuria törmäyksiä tapahtuu kappaleiden välillä, jotka muodostuivat lähellä toisiaan ja joilla on siksi samanlainen koostumus. Tämä tukee ajatusta siitä, että Theia muodostui suhteellisen lähelle Maata.
Planetesimaalit ja myöhäinen kuori
Planetesimaalit jatkoivat nuoren aurinkokunnan pommittamista Kuun muodostumisen jälkeen. Maa keräsi enemmän tätä myöhäistä kuorimateriaalia kuin Kuu, mikä edelleen lisäsi niiden koostumuseroja.