A tudósok évtizedek óta elgondolkodnak azon, hogy a Föld hogyan szerezte meg egyetlen műholdját, a Holdot. Míg néhányan azt állították, hogy olyan anyagból képződött, amelyet a Föld centrifugális erő miatt veszített el, vagy amelyet a Föld gravitáció megragadt, a legszélesebb körben elfogadott elmélet az, hogy a Hold körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki, amikor egy Mars méretű tárgy (Theia néven) ütközött. proto-földdel (más néven: az Óriás Impakt Hipotézis).
Mivel azonban a proto-föld sok óriáshatást tapasztalt, várhatóan több hold alakul ki körülöttük az idővel. Felmerül a kérdés: mi történt ezekkel a holdakkal? Ugyanezt a kérdést felvetve egy nemzetközi tudósokból álló csoport készített egy tanulmányt, amelyben azt sugallták, hogy ezek a „holdmagarak” végül visszaeshetnek a Földbe, és csak azt hagyják, amit ma látunk.
A „Hóesés: Összeütközések a Föld és korábbi holdjai között” című tanulmány nemrégiben megjelent az interneten, és elfogadásra került a A Királyi Csillagászati Társaság havi értesítései. A tanulmányt Uri Malamud, a Technion izraeli Technológiai Intézet posztdoktori ösztöndíja vezette, és a tagok a németországi Tübingen Egyetemen és a Bécsi Egyetemen is részt vettek.
Tanulmányaik érdekében Dr. Malamud és kollégái - prof. Hagai B. Perets, Dr. Christoph Schafer és Christoph Burger (doktorandusz) - mérlegelték, mi történne, ha a Föld a legkorábbi formájában megtapasztalná több óriási ütés, amelyek megelőzték a Theia-val való ütközést. Ezeknek a hatásoknak a lehetõsége lenne egy olyan sub-hold tömegû „holdkő” kialakulására, amely gravitációsán interakcióba lépett volna a proto-Földdel, valamint az esetleges korábban kialakult holdmagarakkal.
Végső soron ez hold-holdfúzió-összeolvadáshoz vezetett volna, a holdgolyókat a Föld körüli pályáról bocsátották ki, vagy a holdgolyók a Földre estek volna. Végül Dr. Malamud és kollégái úgy döntöttek, hogy megvizsgálják ezt az utóbbi lehetőséget, mivel azt a tudósok korábban nem fedezték fel. Sőt, ez a lehetőség drasztikusan befolyásolhatja a Föld geológiai történelmét és fejlődését. Amint Malamud e-mailben jelezte a Space Magazine-nak:
„A bolygóképződés jelenlegi megértése szerint a szárazföldi bolygónkénti növekedés késői szakaszai a bolygóembrionák sok óriási ütközésén keresztül mentek keresztül. Az ilyen ütközések jelentős törmeléket képeznek, amelyek viszont holdvá válhatnak. Amint azt ebben és korábbi cikkeinkben javasoltuk és hangsúlyoztuk, az ilyen ütközések mértékét és a holdak fejlődését figyelembe véve - a több hold léte és kölcsönös kölcsönhatásuk holdhullásokhoz vezet. Ez a jelenlegi bolygóképződés-elmélet szerves, elkerülhetetlen része. ”
Mivel azonban a Föld geológiailag aktív bolygó, és mivel vastag atmoszférája természetes időjárási viszonyokhoz és erózióhoz vezet, a felület idővel drasztikusan megváltozik. Mint ilyen, mindig nehéz meghatározni a Föld legkorábbi periódusaiban bekövetkezett események hatásait - vagyis a Hadean Eont, amely 4,6 milliárd évvel ezelőtt kezdődött a Föld kialakulásával és 4 milliárd évvel ezelőtt fejeződött be.
Annak tesztelésére, hogy több ütés történhetett-e ezen Eon alatt, és olyan holdgolyók alakultak ki, amelyek végül a Földre estek, a csoport sima részecske-hidrodinamikai (SPH) szimulációk sorozatát hajtotta végre. Megvizsgálták továbbá a holdcsomó tömegeit, az ütközési ütközési szögeket és a Föld kezdeti proto-forgási sebességét. Alapvetõen, ha a holdgömbök a múltban a Földre estek volna, megváltoztatta volna a proto-föld forgási sebességét, ami a jelenlegi oldalirányú forgási idõszakát 23 óra, 56 perc és 4,1 másodperc alatt eredményezte.
Végül bizonyítékokat találtak arra, hogy bár a nagy tárgyak közvetlen ütközése nem valószínű, hogy számos legelő árapály-ütközés történt volna. Ez az anyag és a törmelék elvezetését eredményezte volna a légkörben, amelyből kis holdmagokat képeztek volna, amelyek azután kölcsönhatásba léptek volna egymással. Ahogy Malamud kifejtette:
„Eredményeink azonban azt mutatják, hogy holdhullás esetén az éghajlatból származó anyag eloszlása nem egyenletes a Földön, ezért az ilyen ütközések aszimmetriákat és összetételbeli inhomogenitást okozhatnak. Amint azt a cikkben tárgyaljuk, valójában lehetséges bizonyítékok állnak rendelkezésre utóbbi vonatkozásában - a holdfutás potenciálisan megmagyarázza a szárazföldi kőzetekben a nagyon siderofil elemek izotópos heterogenitását. Elvileg a hold ütközések szintén nagy léptékű struktúrát eredményezhetnek a Földön, és feltételeztük, hogy egy ilyen hatás hozzájárulhatott a Föld legkorábbi szuper-kontinensének kialakulásához. Ez a szempont azonban inkább spekulatív, és ezt közvetlenül nem lehet megerősíteni, tekintettel a Föld geológiai fejlődésére a korai idők óta. ”
Ez a tanulmány hatékonyan kiterjeszti a jelenlegi és széles körben népszerű óriási hatáshipotézist. Ennek az elméletnek megfelelően a Hold a Naprendszer első 10–100 millió éve alatt képződött, amikor a szárazföldi bolygók még kialakultak. Ezen időszak utolsó szakaszában úgy gondolják, hogy ezek a bolygók (higany, Vénusz, Föld és Mars) elsősorban nagy bolygó embriókkal történő ütközések révén nőttek fel.
Azóta úgy gondolják, hogy a Hold a Föld és a Hold kölcsönös árapályainak eredményeként fejlődött ki, és kifelé távozott jelenlegi helyére, ahol azóta volt. Ez a paradigma azonban nem veszi figyelembe azokat a hatásokat, amelyek Theia érkezése előtt történt, és a Föld egyetlen műholdjának kialakulását. Ennek eredményeként Dr. Malamud és kollégái azt állítják, hogy ez leválasztódik a földi bolygóképződés szélesebb képétől.
Azt állítva, hogy figyelembe véve a Hold kialakulását megelőző lehetséges ütközéseket, a tudósok teljesebb képet kaphatnának arról, hogy a Föld és a Hold hogyan fejlődött az idő múlásával. Ezeknek az eredményeknek következményei lehetnek más Naprendszer bolygók és holdok tanulmányozásakor is. Ahogyan Dr. Malamud rámutatott, már meggyőző bizonyíték van arra, hogy a nagy léptékű ütközések befolyásolták a bolygók és holdok fejlődését.
"Más bolygókon bizonyítékot találunk olyan nagyon nagy hatásokra, amelyek bolygóméretű topográfiai jellemzőket hoztak létre, mint például az úgynevezett Mars-dichotómia és esetleg Charon-felület dichotómiája" - mondta. „Ezeknek nagyszabású hatásokból kellett származniuk, de elég kicsik ahhoz, hogy a szubglobal bolygó jellemzői megjelenjenek. A holdfutók az ilyen hatások természetes elődei, ám nem zárható ki az aszteroidák más olyan nagy hatása, amelyek hasonló hatásokat eredményezhetnek. "
Lehetséges az is, hogy az ilyen ütközések a távoli jövőben is bekövetkezhetnek. A migráció jelenlegi becslései szerint a Mars holdfókusza végül összeomlik a bolygó felszínén. Ez az esetleges ütközés, bár kicsi azokhoz a hatásokhoz képest, amelyek a holdfészkeket és a Föld körüli holdot hoztak volna létre, ez az esetleges ütközés közvetlen bizonyíték arra, hogy a holdkocsi a múltban történt, és a jövőben is meg fog történni.
Röviden: a korai Naprendszer története heves és kataklizmikus volt, nagyszámú teremtés történt erős ütközések eredményeként. Ha teljes képet kapunk arról, hogy ezek az ütközési események miként befolyásolták a földi bolygók fejlődését, új betekintést nyerhetünk az élethordozó bolygók kialakulásához. Ez viszont segíthet nekünk az ilyen bolygók felderítésében az extra napenergia-rendszerekben.
