Nezrovnalosti v hypotéze pôvodu Mesiaca: ako vznikol satelit Zeme?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Ako presne Mesiac vznikol, nevieme. Podľa obľúbenej hypotézy sa Zem už dávno zrazila s planétou veľkosti Marsu a z trosiek vznikol náš satelit. Len tu niečo nesedí.

Hypotézu o megazrážke medzi Zemou a planétou Teia predložili v roku 1975 Američania Hartman a Davis. V tých vzdialených časoch boli v slnečnej sústave známe dva typy satelitov: tie, ktoré sú radikálne menšie ako ich planéty (Phobos a Deimos pri Marse, satelity plynových a ľadových obrov) a Mesiac. Bola jedinou družicou, ktorej hmotnosť bola viac ako jedno percento hmotnosti jej planéty.

Zvláštnosť mesiaca si vyžiadala neštandardné vysvetlenie, odkiaľ pochádza. Predchádzajúce dohady boli trochu naivné a ľahko vyvrátiteľné. Napríklad syn Charlesa Darwina predpokladal, že Zem sa kedysi otáčala rýchlejšie a odpadol z nej obrovský kus. Táto a podobné hypotézy zle vysvetlili skutočnosť, že železné jadro Mesiaca je v porovnaní so Zemou malé a verilo sa, že tam nie je žiadna voda.

V skutočnosti v tom čase už bola objavená voda v lunárnej hornine: bola obsiahnutá v pôde (regolite) dodanej Apollom. Nález bol pripísaný pozemskému znečisteniu alebo meteoritom. Hodnoty iónových detektorov, ktoré zaznamenávali vodu v blízkosti Apolla, boli tiež pripisované pozemskému znečisteniu. Vedci odmietli empirické fakty, pretože sa nezhodovali s vtedajšími teóriami o pôvode Mesiaca.

Vo všetkých týchto teóriách sa mesiac najprv roztopil, kvôli tomu musel stratiť vodu. Vtedajšia veda predpokladala len jednu možnosť, ako voda zasiahnuť Mesiac – kométami. Ale v kometárnej vode je iný pomer vodíka k jeho ťažkému druhu deutérium a vo vode, ktorú našli Američania na Mesiaci, bol pomer týchto izotopov rovnaký ako na Zemi. Nesúlad sa najľahšie vysvetlil kontamináciou.

Zostalo však nejasné, prečo regolit obsahuje menej titánu a iných relatívne ťažkých prvkov. Vtedy sa zrodila hypotéza o mega-náraze (mega-náraze). Podľa nej sa pred 4, 5 miliardami rokov starodávna planéta Theia zrazila so Zemou a supersilný náraz vymrštil do vesmíru trosky oboch planét – z nich sa časom sformoval Mesiac. Horné vrstvy Zeme obsahujú málo ťažkých prvkov, pretože väčšina z nich klesla do jadra a spodných vrstiev magmy. Údajne za to môže rozdiel v lunárnej pôde.

Ukázalo sa, že zemský satelit nebol primárny, ako napríklad Jupiter, ale sekundárny - okrem toho bola odstránená otázka, prečo je hmotnosť Mesiaca taká veľká v porovnaní s hmotnosťou samotnej Zeme. Hypotéza Američanov tiež vysvetlila, prečo na Mesiaci nie je absolútne žiadna voda: keď sa planéty zrazia, úlomky by sa mali rozhorieť až o tisíce stupňov - voda sa jednoducho vyparila a letela do vesmíru. Ďalšou vecou je, že po letoch Apolla bola myšlienka bezvodého mesiaca tvrdohlavá neznalosť faktov.

Hypotéza vyzerala v pohode celé tri roky. Ale už v roku 1978 bol objavený Charon, satelit Pluta. Ak je Mesiac 80-krát menej hmotný ako Zem, potom je Cháron iba deväťkrát ľahší ako Pluto. Ukázalo sa, že na mesiaci nie je nič jedinečné. Objavili sa pochybnosti: veľké planéty sa s najväčšou pravdepodobnosťou zrážajú príliš zriedka, aby sa objavilo toľko veľkých satelitov.

Nové nepríjemnosti priniesli analýzy mesačných hornín v laboratóriách a prvé údaje o meteoritoch cudzieho pôvodu. Ukázalo sa, že Mesiac je izotopovo nerozoznateľný iba od Zeme a všetky ostatné planéty slnečnej sústavy sú jednoznačne odlišné. Ako sa to stalo, ak Mesiac údajne obsahuje substanciu inej planéty – hypotetickej starovekej Theie? Na vysvetlenie rozporu bola dokončená hypotéza megašoku: miesto narodenia Theie sa považovalo za … obežnú dráhu zeme – preto je izotopové zloženie oboch planét rovnaké. Na jednom mieste vznikli naraz dve planéty, ktoré sa následne zrazili.

Nebolo však jasné, prečo sa na obežnej dráhe Zeme objavili dve planéty a po jednej na obežných dráhach iných planét systému. Pridané problémy a geológovia. Vyvstala ďalšia otázka: ak megazrážka dvoch planét zahriala Zem a jej trosky, odkiaľ sa na planéte vzala voda? Podľa všetkého sa mala vypariť.

Teória meganárazu sa už stala mimoriadne populárnou, nechceli ju opustiť, preto sa objavila myšlienka, že voda sa na Zemi objavila neskôr – priniesli ju kométy, ktoré na planétu dopadali miliardy rokov. Čoskoro sa však zistilo, že pomer izotopov vodíka a kyslíka v kometárnej vode je veľmi odlišný od pomeru na Zemi. Podobá sa skôr pozemskej vode z asteroidov, no je jej na nich veľmi málo, čiže nemôžu byť zdrojom našich oceánov.

Nakoniec sa v 21. storočí začali na Mesiaci nachádzať stopy vody. A keď zástancovia hypotézy meganárazu navrhli, že túto vodu priniesli kométy, holandskí geológovia ukázali, že mesačné horniny by v súčasnej podobe nemohli vzniknúť bez prítomnosti vody od samého začiatku vzniku satelitu. Situáciu zhoršili ruskí astronómovia: podľa nich typická zrážka kométy s Mesiacom vedie k odchodu viac ako 95 % vody späť do vesmíru.

Situáciu najlepšie odzrkadlil článok z roku 2013 s výrečným titulkom „Teória dopadu je vyčerpaná“.