Den 21. juli 1969 tog menneskeheden sine første skridt på et andet himmellegeme. I løbet af de få timer, de var på månens overflade, indsamlede besætningen på Apollo 11 21,55 kg prøver og bragte dem tilbage til Jorden. Næsten præcis 50 år senere lærer disse prøver os stadig om vigtige begivenheder i det tidlige solsystem og om historien om jord-måne-systemet. Bestemmelse af Månens alder er også vigtig for at forstå, hvordan og på hvilket tidspunkt Jorden blev dannet, og hvordan den udviklede sig i solsystemets allerførste tid.
Denne undersøgelse fokuserer på de kemiske signaturer af forskellige typer måneprøver indsamlet af de forskellige Apollo-missioner. “Ved at sammenligne de relative mængder af forskellige grundstoffer i bjergarter, der er dannet på forskellige tidspunkter, er det muligt at lære, hvordan hver enkelt prøve er relateret til månens indre og størkningen af magmahavet,” siger Dr. Raúl Fonseca fra universitetet i Köln, der sammen med sin kollega Dr. Felipe Leitzke studerer de processer, der fandt sted i månens indre i laboratorieforsøg.
Månen er sandsynligvis dannet i kølvandet på en gigantisk kollision mellem et planetarisk legeme i Mars-størrelse og den tidlige Jord. Med tiden er Månen vokset til fra den sky af materiale, der blev skudt ind i Jordens bane. Den nyfødte måne var dækket af et magmahav, som dannede forskellige typer sten, efterhånden som det afkøledes. “Disse sten registrerede oplysninger om månens dannelse og kan stadig findes i dag på månens overflade”, siger Dr. Maxwell Thiemens, tidligere forsker ved universitetet i Köln og hovedforfatter på undersøgelsen. Dr. Peter Sprung, der er medforfatter på undersøgelsen, tilføjer: “Sådanne observationer er ikke længere mulige på Jorden, da vores planet har været geologisk aktiv gennem tiden. Månen giver derfor en enestående mulighed for at studere planetarisk evolution.”
Forskerne fra Köln brugte forholdet mellem de sjældne grundstoffer hafnium, uran og wolfram som en sonde til at forstå mængden af smeltning, der er sket for at skabe mare-basalterne, dvs. de sorte områder på månens overflade. På grund af en hidtil uset målepræcision kunne undersøgelsen identificere tydelige tendenser blandt de forskellige bjergarter, hvilket nu giver mulighed for en bedre forståelse af disse sjældne nøgleelementers adfærd.
Studiet af hafnium og wolfram på Månen er særlig vigtigt, fordi de udgør et naturligt radioaktivt ur af isotopen hafnium-182, der henfalder til wolfram-182. Dette radioaktive henfald varede kun i de første 70 millioner år af solsystemets levetid. Ved at kombinere de oplysninger om hafnium og wolfram, der er målt i Apollo-prøverne, med oplysninger fra laboratorieeksperimenter finder undersøgelsen, at Månen allerede begyndte at størkne så tidligt som 50 millioner år efter solsystemets dannelse. “Disse aldersoplysninger betyder, at et gigantisk nedslag skulle have fundet sted før dette tidspunkt, hvilket besvarer et heftigt debatteret spørgsmål i forskerkredse om, hvornår Månen blev dannet”, tilføjer professor Carsten Münker fra UoC’s Institute of Geology and Mineralogy, der er seniorforfatter på undersøgelsen.
Maxwell Thiemens konkluderer: “Menneskehedens første skridt på en anden verden for præcis 50 år siden gav os prøver, som giver os mulighed for at forstå Månens timing og udvikling. Da Månens dannelse var den sidste store planetariske begivenhed efter Jordens dannelse, giver Månens alder også en minimumsalder for Jorden.’