Gadu desmitiem zinātnieki ir domājuši par to, kā Zeme ieguva savu vienīgo satelītu - Mēnesi. Kaut arī daži ir iebilduši, ka tas veidojies no materiāla, ko Zeme zaudējusi centrbēdzes spēka dēļ, vai arī to uztvēra Zemes gravitācija, visizplatītākā teorija ir tāda, ka Mēness izveidojās aptuveni pirms 4,5 miljardiem gadu, kad sadūrās Marsa lieluma objekts (nosaukts Theia). ar protozemi (pazīstams arī kā Giant Impact hipotēze).
Tomēr, tā kā proto-Zeme ir piedzīvojusi daudzus milzu triecienus, ir sagaidāms, ka laika gaitā ap to apkārt orbītā ir izveidojušies vairāki pavadoņi. Tādējādi rodas jautājums, kas notika ar šiem pavadoņiem? Uzdodot šo jautājumu, starptautiskas zinātnieku grupas komanda veica pētījumu, kurā viņi ierosināja, ka šie “moonlets” varētu būt galu galā ieradušies atpakaļ Zemē, atstājot tikai tādu, kādu mēs redzam šodien.
Pētījums ar nosaukumu “Mēnesskritumi: sadursmes starp Zemi un tās pagātnes pavadoņiem” nesen parādījās tiešsaistē un tika pieņemts publicēšanai Karaliskās astronomiskās biedrības ikmēneša paziņojumi. Pētījumu vadīja Uri Malamud, pēcdoktorantūras loceklis no Izraēlas Tehnion institūta Technion, un tajā piedalījās locekļi no Tībingenes universitātes Vācijā un Vīnes universitātes.
Pētījuma dēļ Dr. Malamuds un viņa kolēģi - prof. Hagai B. Perets, Dr. Christoph Schafer un Christoph Burger (doktorants) - apsvēra, kas notiktu, ja Zeme tās agrākajā formā būtu pieredzējusi vairākas milzu ietekmes, kas notika pirms sadursmes ar Teiju. Katrai no šīm triecieniem būtu bijis potenciāls veidot zem Mēness esošu masu “moonlet”, kas būtu mijiedarbojies gravitācijas režīmā ar proto-Zemi, kā arī ar visiem iespējamiem iepriekš izveidotiem moonletiem.
Galu galā tas būtu izraisījis mēlešu un mēnessroku apvienošanos, ja mēbeles tiek izstumtas no Zemes orbītas vai mēbeļi nokrīt uz Zemes. Noslēgumā doktors Malamuds un viņa kolēģi izvēlējās izpētīt šo pēdējo iespēju, jo zinātnieki to vēl nav izpētījuši. Turklāt šī iespēja varētu krasi ietekmēt Zemes ģeoloģisko vēsturi un attīstību. Kā Malamuds norādīja e-pastā Space Magazine:
“Pašreizējā izpratnē par planētas veidošanos zemes planētas augšanas novēloti posmi notika daudzās milzu sadursmēs starp planētu embrijiem. Šādas sadursmes veido nozīmīgus gružu diskus, kas savukārt var kļūt par mēnessērdzību. Kā mēs ierosinājām un uzsvērām šajā un mūsu iepriekšējos dokumentos, ņemot vērā šādu sadursmju ātrumu un pavadoņu evolūciju - vairāku pavadoņu esamība un to savstarpējā mijiedarbība novedīs pie mēnesskritumiem. Tā ir pašreizējās planētas veidošanās teorijas neatņemama un neizbēgama sastāvdaļa. ”
Tā kā Zeme ir ģeoloģiski aktīva planēta un tā biezā atmosfēra rada dabiskus laikapstākļus un eroziju, virsma ar laiku krasi mainās. Kā tādu vienmēr vienmēr ir grūti noteikt notikumu sekas, kas notika agrākajos Zemes periodos - t.i., Hadean Eon, kas sākās pirms 4,6 miljardiem gadu ar Zemes veidošanos un beidzās pirms 4 miljardiem gadu.
Lai pārbaudītu, vai šī Eona laikā varēja būt notikuši vairāki triecieni, kā rezultātā veidojās mēteļi, kas galu galā nokrita uz Zemi, komanda veica gludu daļiņu hidrodinamisko (SPH) simulāciju sēriju. Viņi arī apsvēra mēlešu masu diapazonu, sadursmes trieciena leņķus un sākotnējos Zemes pagrieziena rādītājus. Būtībā, ja mēbeļu pagātne nokristu uz Zemes, tā būtu mainījusi proto-Zemes rotācijas ātrumu, kā rezultātā tās pašreizējais sānu rotācijas periods būtu 23 stundas, 56 minūtes un 4,1 sekundes.
Rezultātā viņi atrada pierādījumus, ka, lai arī lielu objektu tieša ietekme nebija iespējama, varēja notikt vairākas ganību un plūdmaiņu sadursmes. Tas būtu izraisījis materiāla un gružu izmešanu atmosfērā, no kā būtu izveidojušies mazi mēteļi, kas pēc tam būtu savstarpēji mijiedarbojušies. Kā paskaidroja Malamuds:
“Tomēr mūsu rezultāti liecina, ka mēnesskrituma gadījumā materiāla sadalījums no mēnesskrituma nav pat uz Zemes, un tāpēc šādas sadursmes var izraisīt asimetrijas un kompozīcijas neviendabīgumu. Kā mēs diskutējam rakstā, pēdējiem faktiski ir iespējami pierādījumi - mēnesskritumi var potenciāli izskaidrot sauszemes iežu izotopu neviendabīgumu ļoti siderofīlos elementos. Principā mēness sadursmes var radīt liela mēroga struktūru uz Zemes, un mēs domājām, ka šāds efekts varēja veicināt Zemes agrākā superkontinenta veidošanos. Šis aspekts tomēr ir spekulatīvāks, un to ir grūti tieši apstiprināt, ņemot vērā Zemes ģeoloģisko attīstību kopš šiem agrīnajiem laikiem. ”
Šis pētījums efektīvi paplašina pašreizējo un plaši iecienīto Giant Impact hipotēzi. Saskaņā ar šo teoriju Mēness veidojās Saules sistēmas pirmajos 10 līdz 100 miljonos gadu, kad vēl veidojās sauszemes planētas. Tiek uzskatīts, ka šī perioda pēdējos posmos šīs planētas (Merkurs, Venēra, Zeme un Marss) ir izaugušas galvenokārt triecienu rezultātā ar lieliem planētu embrijiem.
Kopš tā laika tiek uzskatīts, ka Mēness ir attīstījies savstarpējo Zemes un Mēness plūdmaiņu dēļ, migrējot uz āru uz pašreizējo atrašanās vietu, kur tas ir bijis kopš tā laika. Tomēr šajā paradigmā nav ņemta vērā ietekme, kas notika pirms Tejas ierašanās un vienīgā Zemes pavadoņa veidošanās. Rezultātā doktors Malamuds un viņa kolēģi apgalvo, ka tas ir atrauts no plašākas zemes planētas veidošanās ainas.
Viņi, ņemot vērā iespējamās sadursmes, kas notiek pirms Mēness veidošanās, zinātniekam varēja iegūt pilnīgāku priekšstatu par to, kā laika gaitā attīstījās gan Zeme, gan Mēness. Šiem atklājumiem varētu būt nozīme arī citu Saules planētu un pavadoņu izpētē. Kā norādīja doktors Malamuds, jau ir pārliecinoši pierādījumi, ka liela mēroga sadursmes ietekmēja planētu un pavadoņu evolūciju.
"Uz citām planētām mēs redzam pierādījumus par ļoti lielām triecieniem, kas radīja planētas mēroga topogrāfiskās pazīmes, piemēram, tā saukto Marsa dihotomiju un, iespējams, Šarona virsmas dihotomiju," viņš teica. “Tam bija jānotiek liela mēroga triecieniem, taču pietiekami maziem, lai veidotu subgabalu planētas pazīmes. Mēnesskritumi ir dabiski šādas ietekmes priekšteči, taču nevar izslēgt arī citas asteroīdu lielās ietekmes, kurām varētu būt līdzīga ietekme. ”
Pastāv arī iespēja, ka šādas sadursmes notiks tālā nākotnē. Saskaņā ar pašreizējiem aprēķiniem par tā migrāciju Marsa mēness Foboss galu galā iekļūs planētas virsmā. Kaut arī tā ir neliela salīdzinājumā ar triecieniem, kas būtu radījuši mēteļus un Mēnesi ap Zemi, šī iespējamā sadursme ir tiešs pierādījums tam, ka mēnesskritumi notika pagātnē un būs arī nākotnē.
Īsāk sakot, agrīnās Saules sistēmas vēsture bija vardarbīga un kataklizmiska, un lielu daļu radīja spēcīgu sadursmju rezultātā. Iegūstot pilnīgāku priekšstatu par to, kā šie trieciena notikumi ietekmē zemes planētu evolūciju, mēs varam iegūt jaunu ieskatu par to, kā veidojās dzīvību nesošās planētas. Tas, savukārt, varētu mums palīdzēt izsekot šādām planētām ārpussaules sistēmās.
