달의 기원과 텅스텐 퍼즐

달의 기원과텅스텐 퍼즐

달의 형성

널리 받아들여진 거대 충돌 가설에 따르면 달은 약 45억 년 전 화성 크기의 테이아라는 천체가 지구와 충돌했을 때 형성되었습니다. 시뮬레이션과 달 암석 분석에 따르면 달은 주로 지구 맨틀과 성분이 비슷한 테이아 맨틀의 물질로 구성되어 있습니다.

달의 화학적 조성

그러나 행성은 일반적으로 별개의 화학적 조성을 가지고 있습니다. 테이아가 지구에서 멀리 떨어진 곳에서 형성되었다면 그 조성은 달랐을 것이고 달의 조성은 지구 맨틀과 비슷하지 않을 것입니다.

텅스텐 퍼즐

달의 기원 이야기를 복잡하게 만드는 한 원소는 텅스텐입니다. 텅스텐은 행성의 핵을 향해 가라앉는 경향이 있는 철을 좋아하는 원소입니다. 따라서 테이아의 텅스텐이 풍부한 맨틀이 충돌 중에 달에 통합되었기 때문에 달과 지구는 매우 다른 양의 텅스텐을 가져야 합니다.

동위 원소적 유사성

두 개의 독립적인 연구에서 달 암석과 지구 샘플에서 두 개의 텅스텐 동위 원소의 비율을 조사했습니다. 그들은 달 암석이 지구보다 약간 더 많은 텅스텐-182를 함유하고 있는 것으로 밝혀졌는데, 이는 텅스텐-182가 반감기가 짧은 하프늄-182의 방사성 붕괴에 의해 생성되기 때문에 흥미로운 발견입니다.

후기 베니어 가설

텅스텐 퍼즐에 대한 가장 간단한 해결책은 후기 베니어 가설입니다. 이 가설은 지구와 원시 달이 처음에는 유사한 텅스텐 동위 원소 비율을 가졌음을 시사합니다. 그러나 지구는 더 크고 질량이 더 크기 때문에 충돌 후에도 지구권에 있는 소행성을 계속해서 끌어당겨 맨틀에 새로운 물질을 추가했습니다. 이 후기 베니어는 텅스텐-182 대비 텅스텐-184가 더 많았을 것이고, 달은 충돌로부터 비율을 유지했을 것입니다.

후기 베니어에 대한 증거

후기 베니어 가설은 지구가 맨틀에 예상보다 더 많은 친철 원소(철을 좋아하는 원소)를 포함하고 있다는 사실에 의해 뒷받침됩니다. 이러한 원소들은 핵으로 가라앉았어야 했지만 운석 충돌로 인해 코어가 형성된 후 지구로 운반되었을 것입니다.

텅스텐 동위 원소 비율의 유사성

원시 달이 지구의 텅스텐 비율과 일치하려면 테이아와 지구는 매우 유사한 텅스텐 풍부도로 시작했어야 합니다. 이 퍼즐을 풀려면 추가적인 행성 연구가 필요하지만 달 기원 스토리는 점차 명확해지고 있습니다.

지구권 소행성의 달 형성에서의 역할

시뮬레이션에 따르면 큰 충돌은 서로 가깝게 형성되어 비슷한 조성을 가진 천체들 사이에서 발생할 가능성이 더 높은 것으로 나타났습니다. 이는 테이아가 지구에 비교적 가까이 형성되었다는 생각을 뒷받침합니다.

지구권 소행성과 후기 베니어

지구권 소행성은 달이 형성된 후에도 어린 태양계를 계속해서 폭격했습니다. 지구는 달보다 이 후기 베니어 물질을 더 많이 모아 조성의 차이에 더욱 기여했습니다.