Es ist schwer, einen Vollmond zu betrachten, der sich so von jedem anderen Objekt am Nachthimmel unterscheidet, und sich nicht zu wundern, wie er sich gebildet hat. Wissenschaftler haben verschiedene Mechanismen vorgeschlagen, um die Entstehung des Mondes zu erklären—dass er aus Material stammt, das aufgrund der Zentrifugalkraft von der Erde abgeworfen wurde, dass er bereits gebildet wurde, als er von der Schwerkraft der Erde erfasst wurde, und dass sich Erde und Mond während der Geburt des Sonnensystems zusammen gebildet haben.,

Ab den 1970er Jahren vermuten Experten jedoch eine etwas dramatischere Schöpfungsgeschichte: Dass sich der Mond als Ergebnis einer massiven Kollision zwischen einem marsgroßen Protoplaneten und einer jungen Erde bildete vor etwa 4, 5 Milliarden Jahren. In dieser Theorie hätte der kleinere Protoplanet (oft Theia genannt) etwa 30 Millionen Jahre nach Beginn der Entstehung des Sonnensystems mit fast 10.000 Meilen pro Stunde in die Erde eingeschlagen und eine enorme Explosion verursacht., Ein Großteil der dichteren Elemente Theias, wie sein Eisen, wäre in den Erdkern gesunken, während leichteres Mantelmaterial sowohl von der Erde als auch von Theia verdampft und in die Umlaufbahn ausgeworfen worden wäre und bald zu dem verschmolz, was wir jetzt als Mond kennen, durch die Schwerkraft der Erde an Ort und Stelle gehalten.

Wir haben bereits mehrere indirekte Beweise für diese Idee gefunden: Von Apollo gesammelte Mondgesteine zeigen Sauerstoffisotopenverhältnisse, die denen auf der Erde ähneln, und die Bewegung und Rotation des Mondes zeigen an, dass er im Vergleich zu anderen Objekten im Sonnensystem einen ungewöhnlich kleinen Eisenkern hat., Wir haben sogar Staub-und Gasgürtel um entfernte Sterne beobachtet, die sich wahrscheinlich bei ähnlichen Kollisionen zwischen Felskörpern bildeten.

Nun haben Wissenschaftler der Washington University in St. Louis und anderswo, die heute in Nature berichten, eine völlig neue Art von Beweisen für diese Theorie der Mondbildung aufgedeckt. Die Forscher untersuchten 20 verschiedene Mondgesteinsproben, die während der Apollo-Missionen an entfernten Orten auf dem Mond gesammelt wurden, genau und entdeckten den ersten direkten physischen Beweis für die Art des massiven Verdampfungsereignisses, das den hypothetischen Aufprall begleitet hätte.,

Bei der Untersuchung der Mondgesteine fanden die Geochemiker eine molekulare Signatur der Verdampfung in der Art der in die Proben eingebetteten Zinkisotope. Insbesondere stellten sie eine leichte Unregelmäßigkeit in der Menge schwererer Zinkisotope im Vergleich zu leichteren fest.,

Die einzige realistische Erklärung für diese Art der Verteilung ist ein Verdampfungsereignis. Wenn die Sonne vor Milliarden von Jahren mit der Erde kollidierte, wären die Zinkisotope in der resultierenden Verdampfungswolke auf ganz besondere Weise zu dem sich schnell bildenden Mond kondensiert.

„Wenn ein Gestein geschmolzen und dann verdampft wird, treten die leichten Isotope schneller in die Dampfphase ein als die schweren Isotope“, sagt Frédéric Moynier, der Hauptautor des Papiers., „Am Ende erhalten Sie einen in den leichten Isotopen angereicherten Dampf und einen festen Rückstand, der in den schwereren Isotopen angereichert ist. Wenn Sie den Dampf verlieren, wird der Rückstand in den schweren Isotopen im Vergleich zum Ausgangsmaterial angereichert.“

Mit anderen Worten, der Dampf, der in den Weltraum entwichen wäre, wäre unverhältnismäßig reich an leichten Zinkisotopen, und das zurückgelassene Gestein hätte einen Überschuss an schweren. Genau das fand das Team in den von ihnen untersuchten Mondgesteinen., Um die Studie zu verstärken, untersuchten sie auch Gesteine von Mars und Erde und verglichen die Isotopenverteilung in jeder Probe—und der Überschuss an schweren Isotopen in den Mondgesteinen war zehnmal größer als der der anderen.

Natürlich ist die Studie kein endgültiger Beweis dafür, dass sich der Mond aus einer Kollision gebildet hat, aber im Gegensatz zu den vorherigen Indizien ist es schwierig, eine alternative Theorie zu finden, die die Signatur erklären würde in den Felsen gefunden. Wir können nicht zurück 4.,5 milliarden Jahre sicher zu wissen, aber wir sind näher als je zuvor zu wissen, wie unser Planet mit seinem Mond endete.