9.4: Mwanzo wa Mwezi

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Eleza mawazo matatu ya juu ya malezi ya Mwezi
• Fupisha dhana ya sasa ya “athari kubwa” ya jinsi Mwezi ulivyoundwa

Ni tabia ya sayansi ya kisasa kuuliza jinsi mambo yaliyotokea. Kuelewa asili ya Mwezi umeonyesha kuwa changamoto kwa wanasayansi wa sayari, hata hivyo. Sehemu ya ugumu ni tu kwamba tunajua mengi kuhusu Mwezi (kinyume kabisa na tatizo letu la kawaida katika astronomia). Kama tutakavyoona, tatizo moja muhimu ni kwamba Mwezi ni sawa na Dunia na tofauti sana.

Mawazo kwa Mwanzo wa Mwezi

Wengi wa nadharia za awali za asili ya Mwezi zilifuata mojawapo ya mawazo matatu ya jumla:

1. Nadharia ya fission—Mwezi ulikuwa sehemu ya Dunia, lakini kwa namna fulani ulijitenga nayo mapema katika historia yao.
2. Nadharia ya dada—Mwezi uliumbwa pamoja na (lakini huru) Dunia, kama tunavyoamini miezi mingi ya sayari za nje zilizoundwa.
3. Nadharia ya kukamatwa—Mwezi uliundwa mahali pengine katika mfumo wa jua na ulitekwa na Dunia.

Kwa bahati mbaya, kunaonekana kuwa na matatizo ya msingi na kila moja ya mawazo haya. Labda nadharia rahisi kabisa kukataa ni nadharia ya kukamata. Upungufu wake wa msingi ni kwamba hakuna mtu anayejua njia yoyote ambayo Dunia mapema ingeweza kukamata mwezi mkubwa kama huo kutoka mahali pengine. Mwili mmoja unakaribia mwingine hauwezi kuingia katika obiti kuzunguka bila hasara kubwa ya nishati; hii ndiyo sababu ya kuwa chombo cha angani zinazopelekwa kuzunguka sayari nyingine zina vifaa vya retro-roketi. Zaidi ya hayo, kama kukamata vile alifanya kufanyika, kitu alitekwa bila kwenda katika obiti eccentric sana badala ya obiti karibu mviringo Mwezi wetu inachukuwa leo. Hatimaye, kuna mambo mengi mno yanayofanana kati ya Dunia na Mwezi, hasa sehemu inayofanana ya isotopu kuu ¹ ya oksijeni, ili kuhalalisha kutafuta asili ya kujitegemea kabisa.

Hypothesis ya fission, ambayo inasema kwamba Mwezi uliojitenga na Dunia, ulipendekezwa mwishoni mwa karne ya kumi na tisa. Mahesabu ya kisasa yameonyesha kuwa aina hii ya fission ya hiari au kugawanyika haiwezekani. Zaidi ya hayo, ni vigumu kuelewa jinsi Mwezi uliofanywa kwa nyenzo za nchi kwa njia hii ingeweza kukuza tofauti tofauti za kemikali ambazo sasa zinajulikana kwa tabia ya jirani yetu.

Kwa hiyo wanasayansi waliachwa na nadharia ya dada-kwamba Mwezi uliumbwa pamoja na dunia-au na mabadiliko fulani ya nadharia ya fission ambayo inaweza kupata njia inayokubalika zaidi kwa nyenzo za mwezi kuwa zimejitenga na Dunia. Lakini zaidi tuliyojifunza kuhusu Mwezi wetu, chini ya mawazo haya ya zamani yanaonekana yanafaa muswada huo.

Giant athari hypothesis

Katika jitihada za kutatua utata huu dhahiri, wanasayansi walitengeneza nadharia tete ya nne kwa asili ya Mwezi, moja ambayo inahusisha athari kubwa mapema katika historia ya Dunia. Kuna ushahidi unaozidi kuwa vipande vikubwa vya vifaa—vitu vya wingi wa sayari-vilikuwa vinazunguka katika mfumo wa jua wa ndani wakati ambapo sayari za duniani zilijenga. Hypothesis kubwa ya athari inatazamia Dunia ikipigwa kwa usahihi na kitu takriban moja ya kumi molekuli ya Dunia-“ risasi” kuhusu ukubwa wa Mars. Hii ni karibu sana athari kubwa duniani inaweza kupata bila kupasuka.

Athari hiyo ingeweza kuvuruga sehemu kubwa ya Dunia na kutoa kiasi kikubwa cha vifaa angani, ikitoa nishati karibu ya kutosha kuvunja sayari mbali. Uigaji wa kompyuta unaonyesha kuwa nyenzo zenye jumla ya asilimia kadhaa ya masi ya Dunia zinaweza kufukuzwa katika athari hiyo. Wengi wa nyenzo hii itakuwa kutoka nguo za mawe za Dunia na mwili unaoathiri, sio kutoka kwa cores zao za chuma. Hii ejected mwamba mvuke kisha kilichopozwa na sumu pete ya nyenzo zinazozunguka Dunia. Ilikuwa pete hii ambayo hatimaye imefungwa ndani ya Mwezi.

Wakati hatuna njia yoyote ya sasa ya kuonyesha kwamba hypothesis kubwa ya athari ni mfano sahihi wa asili ya Mwezi, inatoa ufumbuzi wa uwezo wa matatizo mengi makubwa yanayotokana na kemia ya Mwezi. Kwanza, kwa kuwa malighafi ya Mwezi hutokana na nguo za Dunia na projectile, ukosefu wa metali hueleweka kwa urahisi. Pili, vipengele vingi vya tete vingepotea wakati wa awamu ya joto ya juu kufuatia athari, kuelezea ukosefu wa vifaa hivi kwenye Mwezi. Hata hivyo, kwa kufanya Mwezi hasa wa nyenzo za vazi duniani, inawezekana pia kuelewa kufanana kama vile wingi wa isotopu mbalimbali za oksijeni.

Muhtasari

Hadithi tatu za kawaida za asili ya Mwezi zilikuwa hypothesis ya fission, hypothesis ya dada, na hypothesis ya kukamata. Wote wana shida, na wamekuwa wakiingizwa na hypothesis kubwa ya athari, ambayo inaelezea asili ya Mwezi kwa athari za projectile ya ukubwa wa MARS na Dunia miaka bilioni 4.5 iliyopita. Uchafu kutokana na athari ulifanya pete karibu na Dunia ambayo iliimarisha na kuunda Mwezi.

maelezo ya chini

¹ Kumbuka kutoka sura ya mionzi na Spectra kwamba neno isotopu linamaanisha “toleo” tofauti la kipengele. Hasa isotopi tofauti za elementi moja zina idadi sawa za protoni lakini namba tofauti za nyutroni (kama katika kaboni-12 dhidi ya kaboni-14.)