Hipotesis tumbukan raksasa

Konteks

Satelit alami Bumi yang relatif besar, Bulan, adalah unik. Selama program Apollo, bebatuan dari permukaan Bulan dibawa ke Bumi. Penanggalan radiometrik dari bebatuan ini menunjukkan Bulan berusia 4527 ± 10 juta tahun, sekitar 30 hingga 55 juta tahun lebih muda dari benda-benda lain di tata surya. Bukti baru menunjukkan bahwa Bulan terbentuk lebih lambat, 4,48 ± 0,02 Ga, atau 70-110 Ma setelah dimulainya Tata Surya. Fitur penting lainnya adalah kepadatan Bulan yang relatif rendah, yang berarti Bulan tidak memiliki inti logam yang besar, yang dimiliki oleh benda-benda terestrial lainnya di tata surya. Bulan memiliki komposisi massal yang sangat mirip dengan mantel dan kerak Bumi bersama-sama, tanpa inti Bumi. Hal ini telah menyebabkan hipotesis tumbukan raksasa: gagasan bahwa Bulan terbentuk selama tumbukan raksasa proto-Bumi dengan protoplanet lain.

Penabrak, kadang-kadang disebut Theia, diperkirakan sedikit lebih kecil dari planet Mars. Theia bertabrakan dengan Bumi sekitar 4,533 Ga. Model-model mengungkapkan bahwa ketika penabrak seukuran ini menghantam proto-Bumi pada sudut rendah dan kecepatan yang relatif rendah (8-20 km / s atau 5,0-12,4 mi / s), banyak material dari mantel (dan proto-kerak) proto-Bumi dan penabrak terlontar ke ruang angkasa, di mana sebagian besar tetap berada di orbit di sekitar Bumi. Materi ini pada akhirnya akan membentuk Bulan.

Namun, inti logam dari penabrak akan tenggelam melalui mantel Bumi untuk menyatu dengan inti Bumi, menghabiskan Bulan dari bahan logam. Hipotesis tumbukan raksasa dengan demikian menjelaskan komposisi abnormal Bulan. Ejecta yang berada di orbit di sekitar Bumi bisa terkondensasi menjadi satu tubuh dalam beberapa minggu. Di bawah pengaruh gravitasinya sendiri, materi yang terlontar menjadi benda yang lebih bulat: Bulan.

Usia radiometrik menunjukkan bahwa Bumi sudah ada setidaknya 10 juta tahun sebelum tumbukan, waktu yang cukup untuk memungkinkan diferensiasi mantel dan inti primitif Bumi. Kemudian, ketika tumbukan terjadi, hanya material dari mantel yang terlontar, meninggalkan inti Bumi yang terdiri dari elemen berat yang tidak tersentuh.

Konsekuensi

Tumbukan itu memiliki beberapa konsekuensi penting bagi Bumi yang masih muda. Tumbukan itu melepaskan sejumlah besar energi, menyebabkan Bumi dan Bulan benar-benar cair. Segera setelah tumbukan, mantel Bumi berkonveksi dengan kuat, permukaannya adalah samudra magma yang besar. Atmosfer pertama planet ini pasti benar-benar hancur oleh sejumlah besar energi yang dilepaskan. Tumbukan tersebut juga diperkirakan telah mengubah poros Bumi untuk menghasilkan kemiringan aksial 23,5° yang besar yang bertanggung jawab atas musim-musim di Bumi (model ideal sederhana dari asal-usul planet akan memiliki kemiringan aksial 0° tanpa musim yang dapat dikenali). Ini mungkin juga telah mempercepat rotasi Bumi.

Bukti terbaru

Analisis batuan Bulan yang dibawa kembali oleh astronot Apollo tampaknya menunjukkan jejak Theia. Para peneliti mengklaim hal ini menegaskan teori bahwa Bulan diciptakan oleh tabrakan dahsyat. Beberapa ilmuwan terkejut bahwa perbedaan antara materi Theia yang ditemukan di batuan Bulan dan Bumi sangat kecil.