Der riesige Auswirkungen Hypothese, manchmal auch die Big Splash, heißt es, dass der Mond aus den Trümmern über von einer indirekten Kollision zwischen der Erde und einem astronomischen Körper die Größe des Mars, vor rund 4,5 Milliarden Jahren verlassen, in der Hadean eon gebildet; etwa 20-100 Millionen Jahre nach dem Sonnensystem zusammengewachsen. Die kollidierenden Körper wird manchmal Theia, für die mythischen griechischen Titan, die die Mutter von Selene, die Göttin des Mondes war. Eine alternative Namen für die kollidierenden Körper ist Orpheus, für den legendären Musiker, Dichter und Propheten in der antiken griechischen Religion und Mythos.

Der Riese Auswirkungsprognose ist derzeit der bevorzugte wissenschaftliche Hypothese für die Entstehung des Mondes. Belege umfasst Spin der Erde und Mondbahn mit ähnlichen Orientierungen, Mondproben, die die Oberfläche des Mondes war einmal geschmolzen ist, die Mond relativ kleinen Eisenkern, geringere Dichte gegenüber der Erde, Hinweise auf ähnliche Zusammenstöße in anderen Sternensystemen, und das Riesen Kollisionen sind konsistent mit den führenden Theorien zur Bildung des Sonnensystems. Schließlich sind die stabilen Isotopenverhältnisse von Mond- und terrestrische Felsen identisch, was auf einen gemeinsamen Ursprung.

Es bleiben einige Fragen über die besten aktuellen Modelle des riesigen Einfluss Hypothese, aber. Die Energie eines solchen riesigen Auswirkungen vorhergesagt wird, beheizten Erde haben, eine globale "Ozean" von Magma zu erzeugen; aber es gibt keinen Beweis der resultierenden Planeten Differenzierung der schwereren Material versinkt Erdmantel. Derzeit gibt es keine selbstkonsistenten Modell, das mit dem riesigen Einfluss Veranstaltung beginnt und folgt der Entwicklung der Fremdkörper in einem einzigen Mond. Weitere offene Fragen beinhalten, wenn der Mond hat seinen Anteil an flüchtigen Elementen und warum Venus, die auch während ihrer Bildung erlebt riesigen Auswirkungen, nicht Host eine ähnliche Mond.

Geschichte

Im Jahr 1898 machte George Darwin den Vorschlag, dass die Erde und Mond war einst ein Körper. Darwins Hypothese war, dass eine geschmolzene Mond von der Erde wegen der Fliehkräfte gesponnen worden, und dieses wurde die dominierende wissenschaftliche Erklärung. Mit Hilfe der Newtonschen Mechanik, er berechnet, dass der Mond war viel enger in der Vergangenheit umkreist und wurde von der Erde treiben. Das Driften wurde später von amerikanischen und sowjetischen Experimente bestätigt, mit Laserentfernungsziele auf dem Mond platziert.

Nichtsdestotrotz konnte Darwins Berechnungen die erforderlich ist, um den Mond rückwärts in die Oberfläche der Erde verfolgen Mechanik nicht zu lösen. Im Jahr 1946 Reginald Aldworth Daly von der Harvard University in Frage gestellt Darwins Erklärung und passt ihn zu postulieren, dass die Schaffung des Mondes wurde durch einen Schlag und nicht Fliehkräfte verursacht. Wenig Aufmerksamkeit wurde bis zum einer Konferenz über Satelliten im Jahr 1974, während der die Idee wurde wieder eingeführt und später veröffentlicht und in Icarus im Jahr 1975 von Dr. diskutiert Professor Daly Herausforderung gezahlt. William K. Hartmann und Donald R. Davis. Ihre Modelle vorgeschlagen, dass am Ende der Planetenbildung Zeitraum, mehrere Satellitengroßen Körpern gebildet hatte, die mit dem Planeten zusammenstoßen oder eingefangen werden konnte. Sie schlugen vor, dass eines dieser Objekte kann mit der Erde kollidiert sind, Ausstoßen von feuerfesten, flüchtige armen Staub, zusammenwachsen könnten, um den Mond zu bilden. Diese Kollision könnte möglicherweise erklären die einzigartige geologische und geochemische Eigenschaften des Mondes.

Ein ähnlicher Ansatz wurde von dem kanadischen Astronomen Alastair GW Cameron und amerikanische Astronom William R. Ward, der vorschlug, dass der Mond durch die tangentiale Aufprall auf der Erde aus einem Körper von der Größe des Mars gebildet übernommen. Es wird angenommen, dass die meisten der äußeren Silikate der kollidierende Körper würde verdampft werden, während ein Metallkern nicht. Daher schickte die meisten der Kollisions Material in Umlaufbahn von Silikaten bestehen, so dass die Koaleszenzmittel Mond einen Mangel an Eisen. Die flüchtigeren Materialien, die während der Kollision emittiert wurden wahrscheinlich würde das Sonnensystem zu entkommen, während Silikaten würde dazu neigen, zusammenwachsen.

Theia

Der Name des angenommenen Protoplaneten von der mythischen griechischen titan Theia, die Geburtsstunde der Mondgöttin Selene gaben abgeleitet. Diese Bezeichnung wurde ursprünglich von den Engländern Geochemiker Alex N. Halliday im Jahr 2000 vorgeschlagen und in der wissenschaftlichen Gemeinschaft werden angenommen. Nach der modernen Theorien der Planetenentstehung, Theia war Teil einer Bevölkerung von marsgroßen Körper, die vor 4,5 Milliarden Jahren im Sonnensystem existiert. In der Tat ist eine der attraktivsten Merkmale des riesigen Einfluss Hypothese, dass die Entstehung des Mondes in den Kontext der Entstehung der Erde: im Laufe seiner Entstehung wird der Erde gedacht, um Dutzende von Kollisionen mit solchen Planeten erlebt haben -Aussparung Körpern. Der Mond bildenden Kollision wäre nur eine solche "Riesen Auswirkungen" und vielleicht auch die letzte sein.

Grundausführung

Astronomen denken, die Kollision zwischen der Erde und Theia passiert bei etwa 4,4 und 4,45 bya; etwa 30-50 Millionen Jahre nach dem Sonnensystem zu bilden begann. In astronomischen Begriffen, wären die Auswirkungen von mäßiger Geschwindigkeit gewesen. Theia wird angenommen, dass die Erde in einem schrägen Winkel geschlagen haben, als dieser fast vollständig ausgebildet. Computersimulationen der "late-impact" -Szenario schlagen einen Auftreffwinkel von etwa 45 ° und einen Anfangs Impaktor Geschwindigkeit unter 4 km / s. Theia den Eisenkern würde in die junge Erdkern gesunken sein, und die meisten von Theia Mantel aufgezinst auf Erdmantel jedoch ein erheblicher Teil des Mantelmaterial sowohl von Theia und die Erde wäre in eine Umlaufbahn um die Erde oder in einzelne ausgestoßen haben Umlaufbahnen um die Sonne. Das Material in Bahnen um die Erde schnell in den Mond zusammengewachsen. Das Material in Umlaufbahnen um die Sonne blieb auf ihren Kepler Umlaufbahnen, die im Raum stabil sind, und war damit wahrscheinlich das Erde-Mond-System irgendwann später getroffen. Schätzungen, die auf Computer-Simulationen eines solchen Ereignisses nahe, dass etwa zwanzig Prozent der ursprünglichen Masse von Theia würde als Kreisscheiben von Schutt um die Erde beendet haben, und etwa die Hälfte dieser Angelegenheit zusammengewachsen in den Mond.

Die Erde würde erhebliche Mengen an Drehimpuls und Masse aus solchen Kollision gewonnen zu haben. Unabhängig von der Geschwindigkeit und Neigung der Rotation der Erde vor dem Einschlag, wäre es ein Tag etwa fünf Stunden dauert, nachdem die Auswirkungen erlebt haben, und Äquator der Erde und der Mondbahn würde koplanar in der Zeit nach dem riesigen Auswirkungen geworden.

Nicht alle der Ringmaterial hätte notwendigerweise sofort gefegt worden; die verdickte Kruste von der anderen Seite schlägt vor, dass ein zweiter Mond über 1.000 km Durchmesser in einem Lagrange-Punkt des Mondes gebildet; Nach Millionen von Jahren, als die beiden Monde migriert von der Erde nach außen, würde Solargezeiteneffekte die Lagrange-Bahn instabil gemacht haben, was zu einer langsamen Geschwindigkeit Kollision, die 'pancaked' hätten die kleineren Mond auf, was jetzt die Far Side.

Zusammensetzung

Im Jahr 2001 ein Team an der Carnegie Institution of Washington berichtet, die überraschende Feststellung, dass die Felsen aus dem Apollo-Programm durchgeführt eine Isotopensignatur, die identisch mit Felsen von der Erde war, und wurden von fast allen anderen Körpern im Sonnensystem anders.

Im Jahr 2014 ein Team in Deutschland berichtet, dass die Apollo-Proben hatten eine etwas andere Isotopensignatur von der Erde Felsen. Der Unterschied war gering, aber statistisch signifikant. Eine mögliche Erklärung ist, dass Theia in der Nähe der Erde gebildet.

Energetische Nachwirkungen Theorie

Im Jahr 2007 Forscher des California Institute of Technology hat gezeigt, dass die Wahrscheinlichkeit von Theia mit identischer Isotopensignatur wie die Erde war sehr klein. Sie schlugen vor, dass in der Zeit nach dem riesigen Einfluss, während die Erde und der Proto-Mondscheibe wurden geschmolzen und verdampft wird, die beiden Reservoirs wurden durch eine gemeinsame Silikatdampfatmosphäre verbunden ist, und dass die Erde-Mond-System wurde durch konvektive Rühren und homogenisiert das System existiert in Form eines kontinuierlichen Fluid. Eine solche "Gleichgewichtseinstellung" zwischen der Post Auswirkungen Erde und proto-Mondscheibe ist das einzige Szenario, in der Lage zu erklären, die Isotopen Ähnlichkeiten der Apollo Felsen mit Steinen aus dem Erdinneren. Für dieses Szenario lebensfähig zu sein, aber die Protomondscheibe muss für einen Zeitraum von etwa 100 Jahren noch nicht. Arbeiten im Gange, um zu bestimmen, ob dies möglich ist.

Evidenz

Indirekte Hinweise für den riesigen Einfluss Szenario stammt von Felsen während der Apollo-Mondlandungen, die Sauerstoffisotopenverhältnisse fast identisch mit denen der Erde zeigen, gesammelt. Darüber hinaus ist die hoch anorthositic Zusammensetzung der Mondkruste sowie die Existenz von KREEP reiche Proben, entstand die Idee, dass ein großer Teil des Mondes einmal geschmolzen war, und einem riesigen Einfluss Szenario hätte leicht die Energie versorgt erforderlich, um eine solche Magmaozean zu bilden. Mehrere Beweislinien zeigen, dass, wenn der Mond hat eine eisenreiche Kern, muss es ein kleiner sein. Insbesondere die mittlere Dichte, Trägheitsmoment, Dreh Signatur und magnetische Induktionsreaktion des Mondes alle darauf hin, dass der Radius des Kern weniger als etwa 25% des Radius des Mondes, im Gegensatz zu etwa 50% für die meisten die anderen irdischen Körper. Auswirkungen Bedingungen gefunden werden kann, die zu einem Mond, die vor allem aus den Mänteln der Erde und Stoßkörper gebildet zu geben, mit dem Kern des Stoß akkretierenden auf die Erde, und die die Drehimpuls Zwänge des Erde-Mond-System zu erfüllen.

Vergleich der Zinkisotopenzusammensetzung von Mondproben mit der Erde und Mars Felsen ist ein weiterer Beweis für die Auswirkungen Hypothese zur Verfügung gestellt. Zink ist stark fraktioniert, wenn in Planetenfelsen verflüchtigt, aber nicht während der normalen magmatischen Prozesse als solche kann die Zinküberfluss und Isotopenzusammensetzung der beiden geologischen Prozessen zu unterscheiden. Mondgestein enthalten mehr schweren Isotopen von Zink, und insgesamt weniger Zink, als entsprechende magmatischen Gesteinen der Erde oder dem Mars; Dies steht im Einklang mit Zink gegen Mond durch Verdunstung verbraucht ist, wie für den riesigen Einfluss Herkunft erwartet.

Warm siliciumdioxidreichen Staub und reichlich SiO-Gas, Produkte von hoher Geschwindigkeit Stöße zwischen felsigen Stellen, wurden in der Nähe jungen Beta Pic-Moving-Group-Sterne-HD172555 vom Spitzer Weltraumteleskop erfasst wurde. Ein Gürtel von warmem Staub in einer Zone zwischen 0.25AU und 2AU aus dem jungen Stern HD 23514, in der Plejaden, wird ähnlich wie bei den vorhergesagten Ergebnissen der Theia die Kollision mit dem embryonalen Erde und hat als Ergebnis interpretiert planetengroßen Gegenstände miteinander zu kollidieren. Dies ist vergleichbar mit einem weiteren Band der warmen Staub um den Stern erfaßt, BD + 20 ° 307.

Schwierigkeiten

Diese Mondentstehung Hypothese hat einige Schwierigkeiten, die noch nicht vollständig gelöst werden. Zum Beispiel bedeutet die riesige Auswirkungen Hypothese, dass eine Oberfläche Magmaozean würde im Anschluss an die Auswirkungen gebildet haben. Doch es gibt keinen Beweis, dass die Erde jemals eine solche Magmaozean hatte und es wahrscheinlich ist, gibt es Material, das nie von einer Magmaozean verarbeitet wurde.

Zusammensetzung

Es gibt eine Reihe von Kompositions Inkonsistenzen, die angegangen werden müssen.

• Die Verhältnisse der Mond flüchtigen Elemente werden nicht durch die riesigen Schlag Hypothese erklärt. Wenn der Riese Auswirkungen Hypothese korrekt ist, müssen sie durch eine andere Ursache sein.
• Die Anwesenheit von flüchtigen Substanzen wie Wasser im Mond Basalte gefangen ist schwieriger zu erklären, wenn der Mond durch einen Aufprall, der eine katastrophale Erwärmung Ereignis mit sich bringen würde verursacht.
• Der Eisenoxidgehalt des Mondes, der zwischen Mars und die terrestrischen Mantel ist, schließt die meisten von der Quelle des proto-lunare Material aus dem Erdmantel.
• Wenn der Großteil der proto-Mondmaterial war aus dem Impaktor kommen, sollte der Mond in siderophilic Elemente, wenn in der Tat, mangelhaft in denen ist es angereichert werden.
• Mondsauerstoffisotopenverhältnisse sind im Wesentlichen identisch mit denen der Erde. Sauerstoffisotopenverhältnisse, die sehr genau gemessen werden können, ergeben eine einzigartige und eindeutige Signatur für jede Solaranlage Körper. Wenn Theia hatte eine separate Protoplaneten war, wahrscheinlich wäre es eine andere Sauerstoffisotopensignatur als die Erde gehabt haben, wie es der ausgestoßenen gemischtes Material.
• Titan-Isotopenverhältnis des Mondes scheint so nah an der Erde, dass wenig oder gar keine der kollidierenden Körper die Masse könnte wahrscheinlich waren Teil des Mondes.

Fehlen eines Venusmond

Wenn Erdmond wurde von solchen Aufprall gebildet wird, ist es möglich, dass andere innere Planeten können auch vergleichbare Stßen ausgesetzt sind. Ein Mond, die um die Venus durch dieses Verfahren gebildeten wäre wahrscheinlich nicht entkommen können, so dass, wenn ein solches Ereignis war dort aufgetreten ist, könnte eine mögliche Erklärung dafür, warum der Planet keine solche Mond zu haben, dass eine zweite Kollision, dass entgegen den Drehimpuls aus dem ersten Aufprall. Ein weiterer Grund ist, dass die starken Gezeitenkräfte von der Sonne würde dazu neigen, die Umlaufbahnen der Monde um Planeten in der Nähe zu destabilisieren. Aus diesem Grund, wenn Venus langsamen Rotationsgeschwindigkeit begann in seiner Geschichte früh, irgendwelche Satelliten größer als ein paar Kilometer groß würden wahrscheinlich haben in den Planeten schraubte.

Simulationen der chaotischen Zeit der irdischen Planetenbildung zeigen, dass Auswirkungen, wie diejenigen, die Hypothese aufgestellt, um den Mond gebildet haben, waren an der Tagesordnung. Für typische terrestrischen Planeten mit einer Masse von 0,5 bis 1 Erdmassen, solche Auswirkungen führt in der Regel in einer einzigen Mond, die 4% der Masse des Gast Planeten. Die Neigung dieser Mondbahn ist zufällig, aber diese Neigung beeinflusst die nachfolgenden dynamischen Entwicklung des Systems. Beispielsweise können einige Bahnen verursachen der Mond wieder in der Erde geraten. Ebenso ist die Nähe der Planeten um den Stern wird auch die Orbitalentwicklung beeinflussen. Der Nettoeffekt ist, dass es wahrscheinlicher ist, für schlag erzeugt Monde, um zu überleben, wenn sie umkreisen weiter entfernten terrestrischen Planeten und mit der Planetenbahn ausgerichtet werden.

Möglichen Ursprung der Theia

Im Jahr 2004 der Universität Princeton Mathematikers Edward Belbruno und Astrophysiker J. Richard Gott III vorgeschlagen, dass Theia verschmolzen am L4 oder L5 Lagrange-Punkt relativ zur Erde, ähnlich wie ein Trojaner-Asteroiden. Zweidimensionalen Computermodelle legen nahe, dass die Stabilität der Theia vorgeschlagene Trojaner Umlaufbahn betroffen sein, wenn die wachsende Masse überschritten eine Schwelle von etwa 10% der Masse der Erde. In diesem Szenario Gravitationsstörungen durch Kleinplaneten verursacht Theia von seiner stabilen Lagrange Ort fahren, und nachfolgende Interaktionen mit Proto-Erde führte zu einer Kollision zwischen den beiden Einrichtungen.

Im Jahr 2008 wurde Beweise präsentiert, deutet darauf hin, dass die Kollision möglicherweise später als der akzeptierte Wert von 4,53 Gya stattgefunden haben, bei etwa 4,48 Gya.

Es wurde vorgeschlagen, dass andere wesentliche Aufgaben können durch die Wirkung, die in der Bahn zwischen der Erde und Mond geblieben sein könnte, in Lagrangepunkten geklebt erstellt wurden. Solche Objekte können innerhalb des Erde-Mond-System so lange wie 100.000.000 Jahre geblieben, bis die gravitativen anderer Planeten destabilisiert das System genug, um die Objekte zu befreien. Eine Studie im Jahr 2011 veröffentlicht vorgeschlagen, dass ein nachfolgender Kollision zwischen dem Mond und eine dieser kleineren Körpern verursacht die bemerkenswerten Unterschiede in den materiellen Eigenschaften zwischen den beiden Hemisphären des Mondes. Diese Kollision, Simulationen haben würden, würde das bei einer ausreichend niedrigen Geschwindigkeit gewesen sein, um nicht einen Krater zu bilden; Stattdessen würde das Material, aus dem kleineren Körper heraus über den Mond verbreitet zu haben, indem eine dicke Schicht von Hochland Kruste. Die resultierende Masse Unregelmäßigkeiten würde anschließend produzieren eine Gravitationsgradienten, die in Gezeiten Verriegelung der Mond, so dass heute geführt hat, bleibt nur der nahe gelegenen Seite von der Erde aus sichtbar. Allerdings Mapping von der GRAL Mission hat sich offenbar heraus dieses Szenario ausgeschlossen.

Geändert Hypothese

Der Riese Auswirkungsprognose nicht gut erklären, die ähnliche Zusammensetzung der Erde und dem Mond. Insbesondere kann das Verhältnis von Sauerstoff zu unterscheiden Isotope nicht durch die klassische Form dieser Hypothese erklärt werden. Laut einer Untersuchung über das Thema, das auf neue Simulationen an der Universität Bern vom Physiker Andreas Reufer und seine Kollegen beruht, Theia kollidierten direkt mit der Erde statt kaum swiping es. Die Kollisionsgeschwindigkeit kann höher sein als bisher angenommen worden, und dies mit höherer Geschwindigkeit kann völlig zerstört haben Theia. Gemäß dieser Modifikation wird die Zusammensetzung Theia nicht so begrenzt, so dass auch eine Zusammensetzung von bis zu 50% Wassereis möglich.

Alternativhypothesen

Andere Mechanismen, die zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Mond Ursprungs vorgeschlagen worden sind, dass der Mond wurde aus der Erde geschmolzenen Oberfläche durch die Zentrifugalkraft versponnen; dass es an anderer Stelle geformt und anschließend durch das Schwerefeld der Erde erfasst; zur gleichen Zeit und Ort von der gleichen Akkretionsscheibe oder dass die Erde und der Mond gebildet. Keine dieser Hypothesen für den hohen Drehimpuls des Erde-Mond-Systems zu berücksichtigen.

Eine andere Hypothese führt die Entstehung des Mondes auf die Auswirkungen eines großen Asteroiden mit der Erde sehr viel später als bisher angenommen, die Schaffung der Satelliten in erster Linie aus Schutt von der Erde. In diesem Fall ist die Entstehung des Mondes tritt 60-140000000 Jahre nach der Bildung des Sonnensystems. Zuvor das Alter des Mondes hatte gedacht worden, um 4,527 ± 0,010 Milliarden Jahre. Die Auswirkungen in diesem Szenario würde eine Magmaozean auf der Erde und dem Proto-Mond mit beiden Körpern eine gemeinsame Plasma-Metalldampf-Atmosphäre geschaffen haben. Der freigegebene Metalldampf-Brücke würde Material von der Erde und proto-Moon erlaubt haben, auszutauschen und in ein Gleichgewicht kommen häufiger Zusammensetzung.

Noch eine andere Hypothese schlägt vor, den Mond und die Erde geschaffen wurden zusammen statt getrennt, wie der Riese Folgen Hypothese besagt. Das neue Modell, von Robin M. Canup entwickelt, deutet darauf hin, dass der Mond und die Erde wurden als Teil einer massiven Kollision zweier Himmelskörper, die jeweils größer als Mars, die dann neu zusammenstieß, um zu bilden, was wir jetzt der Erde nennen erstellt. Nach der Wieder Kollision wurde die Erde durch eine Scheibe aus Material, das um den Mond zu bilden kombiniert umgeben. Diese Hypothese konnte Tatsachen, die andere nicht zu erklären.