Månens ursprung och volframmysteriet
Månens bildande
Enligt den allmänt accepterade jättekollisionshypotesen bildades månen för cirka 4,5 miljarder år sedan när en Mars-stor kropp som kallades Theia kolliderade med jorden. Simuleringar och analyser av månstenar tyder på att månen huvudsakligen består av material från Theias mantel, som i sin sammansättning liknar jordens mantel.
Månens kemiska sammansättning
Planeter har emellertid vanligtvis distinkta kemiska sammansättningar. Om Theia bildades långt från jorden borde dess sammansättning ha varit annorlunda och månens sammansättning borde inte likna jordens mantel.
Volframmysteriet
Ett element som komplicerar månens ursprungshistoria är volfram. Volfram är ett järnälskande element som tenderar att sjunka mot planeterna. Månen och jorden borde därför ha mycket olika mängder volfram, eftersom Theias volframrika mantel skulle ha införlivats i månen vid kollisionen.
Isotopiska likheter
Två oberoende studier undersökte förhållandet mellan två volfram isotoper i månstenar och jordprover. De fann att månstenar har något mer volfram-182 än jorden, en spännande upptäckt eftersom volfram-182 produceras genom det radioaktiva sönderfallet av hafnium-182, som har en kort halveringstid.
Hypotesen om det sena faneret
Den enklaste lösningen på volframmysteriet är hypotesen om det sena faneret. Denna hypotes tyder på att jorden och protomånen ursprungligen hade liknande volfram isotopförhållanden. Men eftersom jorden är större och mer massiv fortsatte den att attrahera planetesimaler efter kollisionen, och nytt material tillfördes dess mantel. Detta sena faner skulle ha haft mer volfram-184 i förhållande till volfram-182, medan månen skulle ha behållit förhållandet från kollisionen.
Bevis för ett sent faner
Hypotesen om det sena faneret stöds av det faktum att jorden har fler siderofila element (element som älskar järn) i sin mantel än vad man kan förvänta sig. Dessa element borde ha sjunkit ner i kärnan men måste ha förts till jorden efter kärnbildningen genom meteoritnedslag.
Likheten i volfram isotopförhållanden
För att protomånen ska matcha jordens volframförhållande måste Theia och jorden ha börjat med mycket liknande volframöverflöd. Att lösa detta pussel kommer att kräva ytterligare planetstudier, men månens ursprungshistoria blir allt tydligare.
Planetesimalernas roll i månens bildande
Simuleringar har visat att det är mer troligt att stora kollisioner inträffar mellan kroppar som bildades nära varandra och därför har liknande sammansättningar. Detta stöder tanken att Theia bildades relativt nära jorden.
Planetesimaler och det sena faneret
Planetesimaler fortsatte att bombardera det unga solsystemet efter månens bildande. Jorden tog upp mer av detta sena fanermaterial än månen, vilket ytterligare bidrog till skillnaderna i deras sammansättningar.