Když se díváme na noční oblohu a pozorujeme Měsíc, tak nám připadá, jako kdyby tam byl odjakživa. Ale kde se Měsíc vlastně vzal? Náznaky objevené ve vzorcích dopravených z Měsíce potvrzují již dříve široce přijímanou teorii, podle které Měsíc vznikl poté, co před miliardami let jiná planeta narazila do mladé a ještě roztavené Země. „Je tu ohromný rozdíl mezi rozložením prvků moderní Země a Měsíce a my jsme chtěli vědět proč,“ říká planetární vědec Justin Simon z NASA a dodává: „Nyní víme, že Měsíc byl už od začátku hodně zvláštní a je to zřejmě právě kvůli teorii velkého impaktu.“

Justin Simon a absolvent Tony Gargano (oba z divize výzkumu kosmických materiálů na Johnsonově středisku v Houstonu) se pustili do výzkumu a nedávno publikovali své výsledky. Vědci v minulosti vytvořili celou řadu teorií o tom, jak Měsíc vznikl. Podle té dnes nejuznávanější došlo v době, kdy Země teprve začínala vznikat, ke kolizi s blízkou planetou Theia. Vlivem nárazu se obě planety roztříštily na směs plynů, magmatu a různých chemických prvků, které se postupně zformovaly do těles, která dnes známe – Země a Měsíce. Výzkum, který provedli Gargano a Simon tuto teorii podporuje.

Podařilo se jim najít důkaz podporující tuto teorii, když se snažili pochopit odlišné chemické složení hornin na Zemi a Měsíci. Lunární vzorky, se kterými pracovali, dovezly na Zemi posádky misí Apollo a půl století zůstaly neotevřené. Čekalo se na dobu, kdy budou k dispozici nové nástroje a analytické metody. Vědci se zaměřili na množství a typy chlóru v horninách. Chlor si vybrali proto, že se jedná o těkavý prvek (vypařuje se i za nízkých teplot) a jeho sledování pomáhá porozumět vzniku Sluneční soustavy. Chlor existuje ve dvou široce zastoupených a stabilních formách – lehké a těžké. Chemici těmito výrazy rozlišují variace v atomové struktuře izotopů.

Ukázalo se, že měsíční horniny obsahují vyšší koncentrace těžkého chloru, zatímco ty pozemské jsou bohatší na chlor lehký. Těžký chlor má tendenci odolávat změnám, zatímco lehký izotop je reaktivnější. Model velkého nárazu říká, že shluky, ze kterých vznikla Země i Měsíc zpočátku obsahovaly směs těžkého a lehkého chloru. Jenže když se planeta Země opět zformovala, byla větší než Měsíc a dominovala tak v procesech, při kterých si postupně z Měsíce přitáhla lehčí, snadněji vypařitelný chlor. Ten tak z Měsíce postupně téměř zmizel stejně jako jiné snadno vypařitlené prvky. Měření, která vědci provedli, potvrzují přesně tento průběh.

V rámci křížové kontroly Simon a Gargano analyzovali vzorky hornin a hledali rozdíly v distribuci dalších prvků, které patří do stejné skupiny jako chlor a které se souhrnně označují jako halogeny. Všimli si, že tato skupina snadno vypařitelných prvků se z Měsíce téměř ztratila. Neviděli však žádné souvislosti rozdílů mezi halogeny, které by mohly být způsobeny něčím, co se stalo mezi Zemí a Měsícem až později. To znamená, že lehký chlor a dostatek halogenů musely být na Měsíci ovlivněny na samotném začátku. „Ztráta chloru z Měsíce pravděpodobně nastala během vysokoenergetické a horké události, což ukazuje na teorii Giant Impact,“ říká Gargano.

Gargano se do výzkumu zapojil jako absolvent University of New Mexico v rámci postgraduálního stipendijního programu NASA. Díky němu získal mladý absolvent unikátní přístup k financím, materiálům, laboratořím a hlavně mentorskému dohledu specialistů NASA. „Bylo to pro mne neuvěřitelně přínosné, protože vidím vnitřní fungování NASA a učím se, jak se světoví vědci snaží co nejlépe řešit vědeckou práci a související problémy,“ uvedl Gargano. Ten spolupracoval hlavně s Justinem Simonem, expertem na planetární chemii.

Díky tomu má bohaté zkušenosti s hmotnostními spektrometry, s jejichž pomocí se určuje složení vzorků například z planetek nebo z Měsíce. Simon a jeho tým vypracovali komplexní technické postupy, které byly nezbytné k zajištění co nejpřesnějšího měření halogenů ve vzorcích. „Mnoho dřívějších studií hledalo chlor ve specifické hornině – apatitu. Ale my jsme vymysleli způsob, jak měřit chlor v celém vzorku, což nám přináší mnohem košatější výsledky,“ uvedl Simon.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/f

Zdroje obrázků:
http://meteorites.wustl.edu/lunar/rlk_5325_apollo11_l.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/artists_concept_of_collision_at_hd_172555.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/img_8953.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/img_0295.jpg