Månens kratere sladrer om meteorstorme i det tidlige solsystem

Solsystemet blev i sin tidlige barndom hærget af to forskellige meteorstorme. Under den ældste storm blev overfladen bombarderet af store klippestykker, mens kloden under den yngre storm lagde krop til slag fra mindre sten.

Det konkluderer et hold amerikanske geo- og astrofysikere under ledelse af geologiprofessor James W. Head fra Brown University efter at have studeret en ny og uhyre detaljeret kortlægning af kraterne på Månens overflade, som er foretaget af rumsonden ‘Lunar Reconnaissance Orbiter’.

Resultatet er netop blevet offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Science.

Studiet er fra nærmeste hold blevet fulgt af den danske ph.d.-studerende Gro Birkefeldt Petersen fra geologisk institut på Århus Universitet. Hun har nemlig været tilknyttet den pågældende forskergruppe på Brown University gennem de sidste to år og kender derfor projektet ud og ind.

»De nye resultater giver os en bedre forståelse af dynamikken i det tidlige solsystem ved at komme med evidens for, at der i sin tid har været to meteorstorme. Det gør os klogere på, hvordan solsystemet har udviklet sig gennem tiderne,« siger hun.

Højlandet præget af store kratere

Månens kratere er dannet ved, at klippestykker i form af meteorer og asteroider er styrtet ned i overfladen. Disse klippestykker har tidligere kredset om Solen, formentlig i asteroidebæltet mellem Mars og Jupiter, hvoraf nogle fra tid til anden er blevet skubbet ind i det indre solsystem.

Månen er ikke den eneste klode, som meteorerne har ramt. Jorden har uden tvivl også har været udsat for et lignende bombardement, vi kan bare ikke se det, fordi kraterne er blevet udvisket af vejr og vind samt geologiske processer i undergrunden.

På Månen er størstedelen af alle meteornedslag derimod intakte, da kloden ikke har nogen atmosfære og heller ikke er geologisk aktiv. Tætheden af kratere på Månen giver forskerne et indblik i, hvordan meteornedslag har formet Månen igennem tiderne og kaster dermed også lys over, hvilke konsekvenser meteorstormen har haft for Jordens udvikling.

James W. Head og hans kolleger har i deres studium talt antallet af store og små kratere i forskellige områder af Månen. Optællingen viser at Månens gamle højland er domineret af store kratere, mens de yngre mar-områder, kaldet bassiner eller have, er præget af mindre kratere. Den markante forskel på kraternes størrelse i de henholdsvis unge og gamle landskaber får forskerne til at konkludere, at de må være skabt af to meteorstorme, der hærgede solsystemet på hvert sit tidspunkt.

Det tidligste liv blev måske udslettet

Det nye studium giver et fingerpeg om, hvornår den ene meteorstorm afløste den anden.

Forskerne er nået frem til, at overgangen skete for omkring 3,8 milliarder år siden, samtidigt med at de hidtil ældst kendte livsformer opstod på Jordens overflade. Månens største og ældste kratere er skabt af klippestykker, med diametre på op til 100 km, som er hamret ned over overfladen under den første meteorstorm. Noget tilsvarende må altså være sket på Jorden, og har efter alt at dømme haft en afgørende betydning for livets udvikling på Jorden.

Det mener postdoc Tais W. Dahl fra grundforskningscentret NordCee ved Syddansk Universitet.

»Det har været tragisk at befinde sig på vores planet på det tidspunkt. Hvis der har været liv på planeten inden for 3,8 milliarder år siden, har enhver af disse kollisioner været en katastrofe af ufattelige dimensioner,« siger han og slutter:

»Overgangen fra store til små kratere er et interessant tidspunkt, fordi det falder sammen med det øjeblik hvor Jordens ældst bevarede klipper opstod og måske også livet på Jorden. Man kunne spekulere på, om tidligere livsformer på vores planet blev udslettet under de gigantiske sammenstød, der lavede de ældste kratere.«

Forskernes opdagelse af de to tidlige meteorstorme i solsystemet har en betydning for den dateringsmetode, som man typisk bruger til at bestemme alderen af Månens forskellige landskaber.

Den letteste og billigste måde at datere et landskab på er ved at tælle antallet af kratere i det pågældende område. Et landskab med mange kratere er typisk ældre end ét med få, fordi sandsynligheden for, at en overflade bliver ramt af en meteor er større, jo ældre den er.

Nye landskaber formes f.eks. af lavastrømme, og så snart det er blevet skabt, begynder det at samle på meteorkratere. Kratertætheden i et bestemt område på Månen er derfor et udtryk for, hvor gammelt det pågældende landskab er.

Månen er den eneste klode i solsystemet, hvor man faktisk kender den absolutte alder af nogle af kraterne som f.eks. Mare Tranquillitatis, fordi astronauter fra Apollo 11 indsamlede klippemateriale derfra og bragte det med sig tilbage til Jorden. Her daterede man dem til at være 3,7 milliarder år gamle. Tilsvarende har astronauter fra apollo 12 indsamlet lavasten fra et andet krater på Månen, der viste sig at være 3,2 milliard år gammelt.

Antallet af meteorstorme er vigtige for dateringen

Ved at kombinere de absolutte aldre for bestemte kratere med kratertætheden i de pågældende områder kan det lade sig gøre at finde koblingen mellem kratertæheden og landskabets alder. Den kan man efterfølgende bruge til at rekonstruere Månens geologiske historie.

Dateringene viser, at Månen blev bombarderet meget voldsomt af meteorer i den første milliard år af solsystemets historie, men at meteorregnen stilnede af over tid.

»Hvis man vil bruge denne dateringsmetode kræver det imidlertid, at man har godt styr på, hvor mange og hvor kraftige meteorstorme, der har hærget igennem tiderne. Her er det vigtigt at være opmærksom på, at meteorerne er styrtet ned over Månen af to omgange, som den nye opdagelse viser,« siger ph.d.-studerende Gro Birkefeldt Petersen fra Geologisk Institut på Aarhus Universitet.

I det øjeblik man har fundet ud af hvordan kratertætheden præcist skal oversættes til en alder, kan man ifølge Gro Birkefeldt petersen overføre den til andre kloder, som f.eks. Mars hvis man vel at mærke tager højde for den anderledes tyngdekraft samt den mere yderliggende placering i solsystemet betyder for mængden af meteornedslag samt størrelsen af dem.