A becsapódások a Föld-Hold rendszer fejlődésében jelentős szerepet játszottak, azonban számos jel mutat arra, hogy a Földünk égi kísérőjének korai időszakában keletkezett krátereknek nyoma veszhetett a későbbi becsapódások során. Ez olyan bizonyítékok alapján feltételezhető, mint a kráterek korolása, a kisbolygók dinamikája, holdi kőzetminták, a becsapódásos medencékre (hatalmas impakt kráterek) kidolgozott modellek és a Hold fejlődésére vonatkozó modellek. Egy új kutatás kimutatta, hogy sok – a Déli-Sark-Aitken-medencéhez hasonló – ősi impakt medence már akkor létrejöhetett, amikor a Holdi Magma Óceán (LMO, Lunar Magma Ocean) még képlékeny állapotában volt.

A holdi Déli-Sark-Aitken-medence. A fekete kör a kráter alakjára korábban gondolt megközelítés, míg a szürke és lila ellipszisek (külső és belső gyűrű) már a krátermorfológia modernebb megközelítését jelölik. Forrás: Wikipedia/Ittiz; CC BY-SA 3.0

A Holdi Magma Óceán modell a kőzetbolygók fejlődésére vonatkozó, mai napig a tudományos világban legelfogadottabb megközelítés, melyet először 1970-ben Wood és munkatársai, valamint Smith és munkatársai írtak le és neveztek el. A modell egy olyan folyamatot ír le, melyben a nagymértékben olvadt Holdból kialakult egy teljesen megszilárdul égitest, elkülönült a mag, köpeny és kéreg, vagyis kialakult a napjainkban is ismert égitest. A hűlési folyamatnak a hossza Elkins-Tanton és munkatársainak 2011-ben publikált cikke alapján több tízmillió éves időskálán mérhető, azonban fontos megjegyezni, hogy a kutatók között nincs egyetértés ennek időbeliségében, a különböző modellek néhány millió év és 200 millió év közötti időskálán mozognak.

A holdi Hagma Óceán fantáziaképe
(NASA Goddard Space Flight Center)

A becsapódások hatására létrejött kráterek alakja jelentősen eltér az LMO keletkezése közben és a megszilárdulása utáni időszakban. Ez a különbözőség azért lehetséges, mert ha egy kisbolygó vagy egyéb kisebb égitest puha felszínre érkezik, akkor annak kevesebb lenyomata marad, mint ha kemény felszínt érne. Ez azt jelenti, hogy kevés geológiai és geofizikai nyoma marad annak, hogy becsapódás történt az adott térszínen. Az idő előrehaladtával a Hold anyaga megszilárdult és ezáltal a becsapódások távérzékeléssel már azonosítható alakzatokat voltak képesek maguk után hagyni.

„Kötelességünk, hogy megértsük a Naprendszer történetének legkorábbi fejezeteiben végbement heves bombázást és a kráterezettségi adatokat annak érdekében, hogy kiegészítsük a bolygók kialakulásának és fejlődésének történetét.” – nyilatkozta Dr. Miljkovic, a tanulmány első szerzője.

Az Apollo-8 képe a Déli-Sark-Aitken-medence északi határán húzódó hegyekről (NASA)

A kisbolygók dinamikáját a holdi fejlődésre vonatkozó modellek összevetésével Dr. Miljkovic és csapata arra a következtetésre jutott, hogy a Hold elveszthette a legkorábbi becsapódásaira utaló nyomokat. A tanulmányban kísérletet tettek a kutatók, hogy felfedjék az ellentmondásokat az elméletek és a kráterezettségből származó megfigyelések között, ezzel rámutatva arra, hogy még várnak ránk megértésre szoruló elemek a Hold történetében.

A következtetéseket a jövőben át lehet fordítani a korai földi folyamatokra is, mely elvezet minket a fiatal bolygónkat ért becsapódásos események megértésére és arra, hogy azok hogyan hatottak a Föld későbbi fejlődésére.

Források:

[1] http://www.sci-news.com/space/young-moon-bombardment-10065.html
[2] Miljković, K., Wieczorek, M. A., Laneuville, M., Nemchin, A., Bland, P. A., & Zuber, M. T. (2021). Large impact cratering during lunar magma ocean solidification. Nature Communications, 12(1), 1-6.
[3] Rezes, D. (2021). Az NWA 13637 holdi meteorit kőzettani és geokémiai vizsgálati eredményei. Diplomamunka, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kőzettan-Geokémiai Tanszék, Budapest, 122 p.
[4] Smith, J.V., Anderson, A.T., Newton, R.C., Olsen, E.J., Wyllie, P.J., Crewe, A.V., Isaacson, M.S., & Johnson, D. (1970). Petrologic history of the moon inferred from petrography, mineralogy and petrogenesis of Apollo 11 rocks. Proceedings of the Apollo 11 Lunar Science Conference, 1, 897-925.
[5] Wood, J. A., Dickey Jr, J. S., Marvin, U. B., & Powell, B. N. (1970). Lunar anorthosites and a geophysical model of the moon. Geochimica et Cosmochimica Acta Supplement, 1, 965-988.
[6] Elkins-Tanton, L. T., Burgess, S., & Yin, Q. Z. (2011). The lunar magma ocean: Reconciling the solidification process with lunar petrology and geochronology. Earth and Planetary Science Letters, 304(3-4), 326-336.