Gigantisk sammenstød slog Jorden om på siden
Ifølge ny model blev Jorden knockoutet og begyndte at rotere lynhurtigt, da den blev ramt af en stor protoplanet i Solsystemets barndom. Resultatet af kollisionen blev Månen.
Månen dannelse kollision protoplaneter hældning plan akse

Månen blev sandsynligvis dannet ved en voldsom kollision mellem to næsten lige store protoplaneter i det tidlige Solsystem. (Illustration: H. Perets)

I Solsystemets tidligste barndom for cirka 4,5 milliarder år siden blev Jorden ramt af en anden protoplanet.

Ved det ekstremt voldsomme sammenstød endte store mængder materiale i en skive omkring den unge jordklode. Månen blev dannet af en del af materialet, og efter sammenstødet roterede Jorden meget hurtigt og var væltet helt om på siden.

Sådan lyder teorien fra amerikanske forskere, der med en ny computermodel kan forklare, hvordan Jorden og Månen efterfølgende er endt i de baner og med de rotationer, kloderne har i dag.

Teorien er beskrevet i en artikel i det videnskabelige tidsskrift Nature.

Med modellen viser forskerne, hvordan en tidlig jordklode, der, efter en kollision med en anden klode, er væltet om på siden og drejer en gang rundt om sig selv hver anden time, har kunnet sætte farten ned og få rettet sin omdrejningsakse op, så resultatet er den Jord, vi kender i dag.

LÆS OGSÅ: 64 kilometer stor meteor skabte Månens flotteste krater

Voldsom kollision med stor protoplanet

Forskerne har længe ment, at Jorden og Månen måtte være resultatet af et gigantisk sammenstød.

Tidligere lød den fremherskende teori, at et objekt omtrent på størrelse med Mars kunne have kollideret med Jorden, og at Månen blev dannet i den forbindelse.

LÆS OGSÅ: Nyt bevis: Månen opstod ved gigantisk planet-sammenstød

Men hvis det var tilfældet, ville Månen mest bestå af materiale fra det objekt, der ramte den tidlige jordklode, og Jorden og Månen ville sandsynligvis være ret forskellige i sammensætning. Det er de bare ikke, tværtimod.

De sten, som Apollo-astronauter tog med hjem fra Månen, har samme isotoper – varianter af grundstoffer – som sten her fra Jorden. De to kloder er gjort af samme stof.

Det kan forklares ved, at sammenstødet var så uhyre voldsomt, at en stor del af Jordens kappe – klippematerialet uden om kernen – blev slynget ud i rummet ved kollisionen, og at det her blandede sig godt og grundigt med de sørgelige rester af den protoplanet, der stødte ind i Jorden, og som må have været noget større end Mars..

Det meste af skiven af materiale faldt ned på den unge jordklode, men en del samlede sig og blev til Månen. Derfor er det ikke underligt, at sten fra Jorden og Månen har samme sammensætning.

Modellen forklarer nedbremsningen

Det lyder jo plausibelt nok, men problemet med den model var, at sådan et uhyre kraftigt sammenstød ville have betydet, at Jorden fik fuld fart på i sin rotation. Det blev svært at forklare, hvordan et døgn kunne gå fra at vare to timer til at vare 24 timer, som det jo gør i dag.

Men det er præcis, hvad forskerne bag den nye artikel har gjort ved hjælp af computerberegninger.

De har fundet ud af, at et system med en jordklode, der roterer hurtigt om sig selv - og som så at sige blev væltet om på siden i sammenstødet og fik en høj vinkel mellem rotationsaksen og det plan, som den kredsede rundt om Solen i – godt kan ende som det, vi ser i dag.

Månen dannelse kollision protoplaneter hældning plan akse

Ifølge den nye model lå Jorden på siden efter kollisionen. Efterfølgende har den rettet sig op, mens Månen har fundet sin nuværende bane. (Illustration: D. Hamilton)

LÆS OGSÅ Forskere sår tvivl om, hvordan Månen blev til

»Nu hælder de fleste forskere til, at de to protoplaneter, der stødte sammen, var omtrent lige store, og at de ikke bare snittede hinanden, men kom fra forskellige vinkler og ramte hinanden hårdt,« siger professor James Connelly, der er professor på Statens Naturhistoriske Museum ved Københavns Universitet, hvor han blandt andet arbejder med at datere Månen.

»I det nye studie har forskerne kigget på eftervirkningerne af sådan et sammenstød og fundet frem til, hvordan man kan ende med den situation, som vi har i dag.«

Solens tyngdepåvirkning virker som bremse

Nøglen til forståelsen af Jord-Måne-systemets udvikling er tidevandskræfterne, forklarer forskerne.

Gennem de forløbne milliarder år har Jorden og Månen påvirket hinanden, hvilket har bremset Jordens rotation og skubbet Månen længere væk fra Jorden, og tyngdekraften fra Solen har også haft afgørende betydning.

Det er samspillet mellem de tre himmellegemer, der har bragt Jorden på nogenlunde ret køl igen, så vinklen mellem Jordens omdrejningsakse og baneplanet nu er nede på godt 23 grader, og vi har de årstider, vi nu kender.

Modellen kan også forklare Månens lidt underlige bane om Jorden. Månen kredser nemlig ikke rundt i samme plan, som Jorden kredser rundt om Solen. I stedet er banehældningen på lidt over fem grader.

Oprindeligt var hældningen meget større, men tyngdepåvirkningen fra Solen har gjort den stadig mindre, uden at den helt er forsvundet.

LÆS OGSÅ: Få en rundvisning på Månen

Modellerne kan blive bedre

»Modellen passer fint til vores resultater, der er baseret på geokemi og isotopmålinger. Så jeg er glad for, at forskerne når frem til de konklusioner – at det har været muligt at bremse Jordens rotation efter kollisionen,« siger James Connelly.

At den nye model passer til de fleste af de observationer, der er gjort omkring Månen, er dog ikke ensbetydende med, at det sidste ord er sagt i sagen om Månens dannelse og den efterfølgende udvikling.

LÆS OGSÅ: Jorden og Månen er 60 mio. år ældre, end vi troede

Der kan sagtens dukke en ny model op, som giver en endnu bedre beskrivelse. Det medgiver professor Douglas Hamilton, der er medforfatter til den videnskabelige artikel, da også i en pressemeddelelse fra University of Maryland:

»Der er mange potentielle veje fra dannelsen af Månen til det Jord-Måne-system, vi ser i dag. Vi har identificeret nogle få af de veje, men der er garanteret andre muligheder. Men nu har vi en model, der er mere sandsynlig og enklere end tidligere forsøg. Vi synes, det er et betydeligt fremskridt i forhold til at bringe os tættere på sandheden om, hvad der skete.«