Kira-kira 4.5 bilion tahun yang lalu, sesuatu yang berukuran Mars bertembung dengan Bumi yang baru terbentuk, menyebabkan letupan besar. Dipercayai bahawa objek ini tidak hanya bergabung dengan Bumi, tetapi juga membuang beberapa perkara yang menjadi Bulan.
Kisah ini dikenali sebagai hipotesis perlanggaran raksasa; objek berukuran Mars disebut Thea; dan sekarang para saintis percaya bahawa mereka telah menemui jejak Thea di bulan.
Hipotesis perlanggaran raksasa telah menjadi model pilihan untuk menerangkan pembentukan bulan selama bertahun-tahun.
“Model ini dapat menjelaskan pemerhatian terbaru dari sampel yang dikembalikan oleh misi Apollo, yang termasuk kandungan zat besi yang rendah di Bulan berbanding Bumi,” tulis para penyelidik di University of New Mexico dalam makalah mereka.
Model meramalkan bahawa sekitar 70-90 persen bulan akan direformasi Thea. Walau bagaimanapun, isotop oksigen dalam sampel bulan yang dikumpulkan oleh angkasawan Apollo sangat mirip dengan isotop oksigen terestrial – dan sangat berbeza dengan isotop oksigen pada objek lain di tata surya.
Satu penjelasan yang mungkin adalah bahawa Bumi dan Thea mempunyai komposisi yang serupa. Kedua, semasa kesan, semuanya bercampur, yang, menurut data simulasi, tidak mungkin berlaku.
Juga, kemungkinan Thea memiliki komposisi yang serupa dengan Bumi sebenarnya sangat kecil. Ini bermaksud bahawa jika Bulan terutama Thea, isotop oksigennya mestilah berbeza dengan isotop oksigen Bumi.
Kesamaan dekat ini adalah masalah utama untuk hipotesis perlanggaran raksasa. Selama bertahun-tahun, penyelidik telah menerbitkan beberapa artikel yang cuba menjelaskannya.
Di sinilah datangnya idea bahawa Thea telah bergabung dengan Bumi. Kajian lain menunjukkan bahawa perlanggaran menghasilkan awan debu, yang kemudian berubah menjadi Bumi dan Bulan. Terdapat spekulasi bahawa Thea dan Bumi terbentuk sangat dekat satu sama lain.
Saintis Eric Kano dan rakannya mengambil jalan yang berbeza: analisis semula sampel bulan.
Mereka memperoleh sejumlah sampel dari pelbagai jenis batuan yang dikumpulkan di Bulan – titanium tinggi dan rendah dari batu bulan; anorthosites dari dataran tinggi dan norites dari kedalaman, dinaikkan semasa proses yang disebut flip mantel lunar; dan kaca gunung berapi.
Untuk analisis baru, pasukan penyelidik mengubah teknik analisis isotop standard untuk mendapatkan pengukuran isotop oksigen yang sangat tepat. Dan mereka menemui sesuatu yang baru: komposisi isotop oksigen ini berbeza-beza bergantung pada jenis batuan yang sedang dikaji.
“Kami menunjukkan,” mereka menulis dalam makalah mereka, “bahawa kaedah merata-rata data isotop Bulan, sambil mengabaikan perbezaan litologi, tidak memberikan gambaran yang tepat mengenai perbezaan antara Bumi dan Bulan.”
Para penyelidik mendapati bahawa semakin dalam asal usul sampel batu, semakin berat isotop oksigen berbanding dengan di Bumi.
Perbezaan ini dapat dijelaskan jika, selama hentaman, hanya permukaan luar Bulan yang dihancurkan dan dicampur, sehingga menyerupai Bumi. Tetapi jauh di dalam Bulan, sebahagian dari Thea tetap utuh, dan isotop oksigennya tetap dekat dengan keadaan asalnya.
Kajian ini berpendapat bahawa ini adalah bukti yang cukup tepat bahawa Thea mungkin terbentuk lebih jauh di sistem suria dan bergerak ke hadapan menjelang perlanggaran besar yang menciptakan bulan.
“Jelas, komposisi isotop oksigen yang berbeza Thea tidak hilang sepenuhnya akibat homogenisasi semasa perlanggaran raksasa,” para penyelidik menyimpulkan.
“Oleh itu, hasil ini menghilangkan keperluan model impak gergasi untuk memasukkan mekanisme untuk homogenisasi isotop oksigen lengkap antara dua badan dan memberikan asas untuk pemodelan pembentukan bulan di masa depan.
Kajian ini diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience.
Sumber: Foto: (Mark Garlick / Perpustakaan Foto Sains / Getty Images)
