Tutkijat luulivat, että Maa ja kuu ovat suunnilleen samanikäisiä, noin 4,57 miljardia vuotta vanhoja. Kuun kivinäytteiden uusi analyysi viittaa kuitenkin siihen, että Maan kuu on 200 miljoonaa vuotta aiempaa arviota nuorempi. Havainto voi johtaa muutoksiin käsityksessämme siitä, miten ja milloin kuu – ja Maa – ovat muodostuneet. Tutkijat julkistivat havaintonsa verkossa 17. elokuuta 2011 Nature-lehdessä.
Lars Borg, Lawrence Livermoren kansallisen laboratorion planeettageologi, johti ryhmää, joka analysoi kuun kivinäytteitä – osa Apollo-astronauttien vuosikymmeniä sitten Kuusta tuomaa rikasta saalista.
Kuun näyte 60025. Apollo 16:n astronautit keräsivät sen vuonna 1972, kun he olivat viidennellä kuulennolla ja ensimmäisellä näytteenotolla Kuun ylängöllä.
Klikkaa tästä laajentaaksesi yllä olevaa kuvaa
Kaikki mitä haluat tietää näytteestä 60025.
Kuun ikä perustuu vanhimpiin kuun kiville määritettyihin ikiin. Erityisesti nämä tutkijat tarkastelivat kuunäytettä 60025, joka on kuun kivilaji nimeltään ferroanortosiitti eli FAN. Apollo 16 -astronautit keräsivät sen vuonna 1972 noin 15 metriä lounaaseen kuumoduulista kuun pinnalla.
Valtaa nyt ajatuksesi paljon kauemmas ajassa taaksepäin. Nykyisten teorioiden mukaan kuun uskotaan muodostuneen, kun suuri Marsin kokoinen kappale törmäsi nuoreen Maahan noin 4,5 miljardia vuotta sitten. Marsin kokoinen törmäys Maahan vapautti magmaa avaruuteen. Magma on maankuoren alla olevaa sulaa kiveä, josta syntyy vulkaanista laavaa. Tämän suositun teorian mukaan magma jäähtyi lopulta ja muodosti kuun.
Kuvan luotto: NASA
Tämän teorian vuoksi nykyään tutkijat puhuvat magmamerestä, joka saattoi olla kuussa pian sen muodostumisen jälkeen, miljardeja vuosia sitten. FAN:n uskotaan koostuvan näistä muinaisista kuun sulasta merestä peräisin olevasta magmasta, mikä tekee siitä yksinäisen satelliittimme koostumuksen vanhinta materiaalia.
Työryhmä tutki lyijyn ja neodyymin isotooppien pitoisuuksia Johnsonin avaruuskeskuksesta saaduissa kuunäytteissä käyttämällä uusia tekniikoita aiempien samankaltaisten tutkimusten parantamiseksi. He havaitsivat kuunäytteen 60025 olevan 4,36 miljardia vuotta vanha, noin 200 miljoonaa vuotta nuorempi kuin aiemmat arviot. Tämä ikä on linjassa Maapallon vanhimpien tunnettujen kivinäytteiden kanssa, jotka on löydetty Australiasta.
FAN-näytteet ovat hankalia työstää, ja tutkijoilla on aiemmin ollut vaikeuksia ajoittaa niitä. Nämä kuun kivet ovat kokeneet törmäysten aiheuttaman kuumenemisen miljardien vuosien aikana, ja ne sisältävät suhteellisen vähän radiometrisessä ajoituksessa käytettäviä isotooppeja).
Varten tätä tutkimusta FAN-näytteitä analysoivat ryhmät pystyivät Borgin mukaan määrittämään iän vain yhdestä isotooppisesta ”kellosta” näytteessä, mikä teki johtopäätösten tekemisen vaikeaksi. Tällä kertaa – herkän puhdistusprosessin jälkeen – Borgin ryhmä sai iät kolmesta isotooppisesta ”kellosta” samanaikaisesti kuun näytteestä 60025. Kaikki kolme osuivat hyvin kohdalleen, mikä osoitti, että ryhmän näytteelle määrittämä ikä oli tarkka.
Borg kertoi EarthSkylle:
Datanäytteen 60025, jonka ajoitimme, ajateltiin edustavan vanhinta kuun kuoren kiveä, koska se on muodostunut alkuaikojen magmameren päällä tapahtuneen flotaation tuloksena. 60025:n nuori 4,36 miljardin vuoden ikä viittaa kahteen mahdollisuuteen. Joko magmameri jähmettyi 4,36 miljardin vuoden iässä, mikä on huomattavasti nuorempi luku kuin 4,50 miljardia vuotta, johon useimmat kuututkijat ovat tyytyväisiä. Tai sitten 60025 – ja näin ollen myös muut FANit – eivät ole magmameren flotaatiotuotteita. Jos FANit eivät ole peräisin magmavaltamerestä, yksi keskeisistä havainnoista, jotka johtivat magmavaltamerihypoteesiin, on pätemätön.
Kuu vaikuttaa ikuiselta, mutta sillä on Maan tavoin historia, jota tutkijat yrittävät ymmärtää. Kuva täysikuusta Eastbournesta, East Sussexista, Iso-Britanniasta. via Geograph
Johtavan teorian mukaan FANit syntyivät siis kellumalla nestemäisellä pinnalla, joka koostui maallisesta magmasta, joka oli vedetty Maasta kuun muodostamiseksi. Jos Borgin työryhmä on oikeassa, joko kuun alkukantaiset magmameret ovat paljon nuorempia kuin nykyinen teoria sallii, tai FANit ovat kehittyneet muulla tavoin – isku kuun magmameriteorialle kokonaisuutena. Näin ollen tutkimus voi merkitä suuria asioita kuututkijoille.
Richard Carlson Carnegie-instituutin maanpäällisen magnetismin laitokselta, toinen tutkimusryhmän jäsen, sanoi 17. elokuuta 2011 julkaistussa lehdistötiedotteessa:
Tämän kuunäytteen poikkeuksellisen nuori ikä tarkoittaa joko sitä, että kuu jähmettyi huomattavasti aiempia arvioita myöhemmin, tai sitä, että joudumme muuttamaan koko käsitystämme kuun geokemiallisesta historiasta.
Pohjimmainen: Maan kuun luultiin olevan 4,57 miljardia vuotta vanha, mutta kuun kivinäytteen 60025 yksityiskohtainen analyysi osoittaa, että se saattaa olla jopa 200 miljoonaa vuotta nuorempi. Lars Borg Lawrence Livermoren kansallisesta laboratoriosta johti tutkimusryhmää, johon kuului myös Richard Carlson Carnegie Institutionista.
Laura Dattaro saapui EarthSkylle Baltimore City Paperista (Baltimore City Paper -lehdestä), jossa hän on edelleen avustava päätoimittaja, ja Twitterissä @ldattaro. Hän on valmistunut Delawaren yliopistosta vuonna 2009 englannin ja musiikin opinnoista, ja hän näkee tieteen keinona yhdistää ihmiskunta suuremman hyvän taakse sen lisäksi, että se on yksinkertaisesti siistein asia lukea ja kirjoittaa. Hän asuu tällä hetkellä Baltimoressa.