月を作成した影響が起こったとき、初期の地球はまだマグマの球でした

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19世紀後半以来、科学者たちは月の起源を説明するのに苦労してきました。科学者たちは、地球と地球は共通の起源を持っていると長い間理論化してきましたが、いつどのようにして、とらえどころのないことが証明されてきました。たとえば、今日の一般的なコンセンサスは、火星サイズのオブジェクト(Theia)との衝突が、惑星の形成直後に地球-月系の形成(別名、巨大衝突仮説)につながるというものです。

しかし、この影響のシミュレーションは、月が主に衝突する物体からの物質から形成されたであろうことを示しました。しかし、これは月が地球と同じ物質で構成されていることを示す証拠によって裏付けられていません。幸いなことに、日米の科学者チームによる新たな研究により、矛盾が説明されました。衝突は、地球がまだ熱いマグマで構成されていたときに起こりました。

彼らの発見を説明する研究「月の陸生マグマ海起源」は最近ジャーナルに掲載されました 自然地球科学。 この研究は、理化学研究所計算科学センターの細野奈月が主導し、イェール大学、理化学研究所計算科学センター、および東京工業大学の地球生命科学研究所(ELSI)の研究者が含まれていました。

衝突シナリオをモデル化するシミュレーションとは別に、巨大衝突仮説は、衝突では月を形成する物質のほとんどがケイ酸塩鉱物であるという事実にも悩まされています。その結果、地球の衛星は鉄分が少なくなりますが、地震学の研究では、月には地球のようなコア(鉄とニッケルで構成されている)があり、そのコア内の対流も一度に磁場を励起していることが示されています。

再び、新しい研究はこれを説明できるシナリオを提供します。彼らが作成したモデルによると、地球とテイアが太陽の形成から約5000万年前に衝突したとき(約46億年前)、地球は高温のマグマの海に覆われていましたが、テイアは固い物質で構成されていました。

このモデルは、衝突後、地球上のマグマが衝突物体からの固体よりもはるかに多く加熱されていたことを示しています。これにより、マグマの体積が拡大し、軌道に脱出して月が形成されます。この最新のモデルは、原始地球とTheiaの間の異なる程度の加熱を考慮に入れており、月の構成にはるかに多くの地球材料があることを効果的に説明しています。

イェール大学の地質学教授であり、論文の共著者でもある唐戸俊一郎は、過去に原始地球マグマの化学的性質に関する広範な研究を行ってきました。イェールニュースとのインタビューで彼が説明したように:

「私たちのモデルでは、月の約80%が原始地球の材料でできています。以前のモデルのほとんどでは、月の約80%がインパクターでできています。これは大きな違いです。」

研究のために、カラトはチームの研究努力を主導して溶融ケイ酸塩の圧縮を行いました。一方、衝突からの物質がどのように分布するかを予測する計算モデルを開発するタスクは、東京工業大学と理化学研究所計算科学センターのELSIのグループによって実行されました。

まとめると、新しいモデルは、過熱したマグマが宇宙空間で失われ、合体してインパクターから失われた物質よりも速く軌道上に新しい物体を形成することを示しました。また、地球の内部からの物質(鉄とニッケルが豊富)も月の形成に入り、それが月の中心に沈んで月のコアを形成することも示しました。

基本的に、新しいモデルは、従来とは異なる衝突条件の必要性をなくすことによって、月がどのように形成されたかについての以前の理論を確認します。これまで、これは科学者が衝突シミュレーションと月の岩石と月面の研究から得られたデータとの不一致を説明するために行ってきたものです。

この研究はまた、太陽系がどのように形成され、その直後に何が起こったかについてのより洗練された理論につながる可能性があります。原始地球とTheiaの間の影響は、地球上の生命の最終的な出現に役割を果たした可能性があるため、科学者が星系に居住可能な惑星を持たせるために必要なものを制限するのにも役立ちます。

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