Die riesige Einfluss-Hypothese stellt fest, dass der Mond aus dem Schutt verlassen von einer Kollision zwischen der Erde und einem mars-großen Körper, einmal ungefähr 4.5 Ga (vor viereinhalb Milliarden Jahren) gebildet wurde. Der kollidierende Körper wird manchmal Theia für den mythischen griechischen Koloss genannt, der die Mutter von Selene, der Göttin des Monds war.

Die riesige Einfluss-Hypothese ist die zurzeit begünstigte wissenschaftliche Hypothese für die Bildung des Monds. Das Unterstützen von Beweisen schließt ein: Die identische Richtung der Drehung der Erde und der Bahn des Monds, Mondproben, die die Oberfläche des Monds anzeigen, war einmal, der relativ kleine Eisenkern des Monds, niedrigere Dichte im Vergleich zur Erde, den Beweisen von ähnlichen Kollisionen in anderen Sternsystemen geschmolzen (die auf Schutt-Platten hinauslaufen), und riesige Kollisionen mit den Haupttheorien der Bildung des Sonnensystems im Einklang stehend sind.

Dort bleiben Sie mehrere Fragen bezüglich der besten aktuellen Modelle der riesigen Einfluss-Hypothese. Die Energie solch eines riesigen Einflusses wird vorausgesagt, um Erde zu heizen, um einen globalen 'Ozean' des Magmas zu erzeugen; noch gibt es keine Beweise der resultierenden planetarischen Unterscheidung des schwereren materiellen Sinkens in den Mantel der Erde. Zurzeit gibt es kein konsequentes Modell, das mit dem riesigen Einfluss-Ereignis anfängt und der Evolution des Schuttes in einen einzelnen Mond folgt. Andere restliche Fragen schließen ein: Als der Mond seinen Anteil von flüchtigen Elementen verloren hat, und warum Venus, die auch riesige Einflüsse während seiner Bildung erfahren hat, keinen ähnlichen Mond veranstaltet.

Geschichte des Modells

1898 hat George Darwin den Vorschlag gemacht, dass die Erde und der Mond einmal ein Körper gewesen waren. Die Hypothese von Darwin war, dass ein geschmolzener Mond von der Erde wegen Zentrifugalkräfte gesponnen worden war, und das die dominierende akademische Erklärung geworden ist. Mit der Newtonischen Mechanik hat er berechnet, dass der Mond wirklich viel näher in der Vergangenheit umkreist hatte und weg von der Erde trieb. Dieses Treiben wurde später durch amerikanische und sowjetische Experimente mit sich erstreckenden auf dem Mond gelegten Laserzielen bestätigt.

Jedoch konnten die Berechnungen von Darwin nicht die Mechanik auflösen, die erforderlich ist, den Mond umgekehrt zur Oberfläche der Erde zu verfolgen. 1946 hat Reginald Aldworth Daly von Universität von Harvard die Erklärung von Darwin herausgefordert, es anpassend, um zu verlangen, dass die Entwicklung des Monds durch einen Einfluss aber nicht Zentrifugalkräfte verursacht wurde. Wenig Aufmerksamkeit wurde der Herausforderung von Professor Daly bis zu einer Konferenz für Satelliten 1974 geschenkt, wo die Idee wiedereingeführt und später veröffentlicht und in Icarus 1975 von Drs besprochen wurde. William K. Hartmann und Donald R. Davis. Ihre Modelle haben darauf hingewiesen, dass, am Ende der Planet-Bildungsperiode, sich mehrere satellit-große Körper geformt hatten, der mit den Planeten kollidieren oder gewonnen werden konnte. Sie haben vorgeschlagen, dass einer dieser Gegenstände mit der Erde kollidiert haben kann, widerspenstigen, flüchtig-schlechten Staub vertreibend, der verschmelzen konnte, um den Mond zu bilden. Diese Kollision konnte die einzigartigen geologischen und geochemical Eigenschaften des Monds potenziell erklären.

Eine ähnliche Annäherung wurde vom kanadischen Astronomen Alastair G. W. Cameron und amerikanischen Astronomen William R. Ward genommen, der vorgeschlagen hat, dass der Mond durch den tangentialen Einfluss eines Körpers die Größe des Mars gebildet wurde. Das Außensilikat des kollidierenden Körpers würde größtenteils verdunstet, wohingegen ein metallischer Kern nicht würde. Folglich würde der grösste Teil des collisional in die Bahn gesandten Materials aus dem Silikat bestehen, den verschmelzenden an Eisen unzulänglichen Mond verlassend. Die flüchtigeren Materialien, die während der Kollision ausgestrahlt wurden, würden wahrscheinlich dem Sonnensystem entkommen, wohingegen Silikat dazu neigen würde zu verschmelzen.

Theia

Der Name des Hypothese aufgestellten protoplanet wird aus dem mythischen griechischen Koloss Theia abgeleitet, der die Mondgöttin Selene zur Welt gebracht hat. Diese Benennung wurde zuerst vom englischen geochemist Alex N. Halliday 2000 vorgeschlagen und ist akzeptiert in der wissenschaftlichen Gemeinschaft seitdem geworden. Gemäß modernen Theorien der Planet-Bildung war Theia ein Teil einer Bevölkerung von mars-großen Körpern, die im Sonnensystem vor 4.5 Milliarden Jahren bestanden haben. Tatsächlich ist eine der attraktiven Eigenschaften der riesigen Einfluss-Hypothese, dass die Bildung des Monds den Zusammenhang der Bildung der Erde selbst einbaut: Während des Kurses seiner Bildung, wie man denkt, hat die Erde Dutzende von Kollisionen mit solchen planet-großen Körpern erfahren. Die mondbildende Kollision war nur ein solcher "riesiger Einfluss" und vielleicht das letzte.

Grundmodell des Einflusses

Astronomen denken, dass die Kollision zwischen Earth und Theia ungefähr 4.53 Ga zufällig hat; ungefähr 30-50 Millionen Jahre, nachdem das Sonnensystem begonnen hat sich zu formen. In astronomischen Begriffen wäre der Einfluss der gemäßigten Geschwindigkeit gewesen. Wie man denkt, hat Theia die Erde in einem schiefen Winkel geschlagen, als der Letztere fast völlig gebildet wurde. Computersimulationen dieses Drehbuches "des späten Einflusses" deuten einen Einfluss-Winkel von ungefähr 45 ° und einer Initiale impactor Geschwindigkeit unter 4 km/s an. Der Eisenkern von Theia ist in den Kern der jungen Erde und den grössten Teil des auf den Mantel der Erde anwachsen lassenen Mantels von Theia gesunken. Jedoch wurde ein bedeutender Teil des Mantel-Materials sowohl von Theia als auch von der Erde in die Bahn um die Erde vertrieben. Dieses Material hat schnell in den Mond (vielleicht innerhalb weniger als eines Monats, aber in nicht mehr als einem Jahrhundert) verschmelzt. Auf Computersimulationen solch eines Ereignisses gestützte Schätzungen weisen darauf hin, dass ungefähr zwanzig Prozent der ursprünglichen Masse von Theia als ein umkreisender Ring des Schuttes geendet haben, und ungefähr Hälfte dieser Sache in den Mond verschmelzt hat. Die Erde hätte bedeutende Beträge des winkeligen Schwungs und der Masse von solch einer Kollision gewonnen. Unabhängig von der Geschwindigkeit und Neigung der Folge der Erde vor dem Einfluss hätte es einen Tag ungefähr fünf Stunden lange nach dem Einfluss gehabt, und der Äquator der Erde und die Bahn des Monds wären coplanar nach dem riesigen Einfluss geworden.

Energische Nachwirkungen

2001 hat eine Mannschaft am Institut von Carnegie für Washington das genauste Maß der isotopic Unterschriften von Mondfelsen gemeldet. Zu ihrer Überraschung hat die Mannschaft gefunden, dass die Felsen von Apollo eine isotopic Unterschrift getragen haben, die mit Felsen von der Erde identisch, und von fast allen anderen Körpern im Sonnensystem verschieden war. Seitdem, wie man dachte, der grösste Teil des Materials, das in Bahn eintritt, um den Mond zu bilden, aus Theia gekommen ist, war diese Beobachtung unerwartet. 2007 haben Forscher vom Institut von Kalifornien für die Technologie gezeigt, dass die Wahrscheinlichkeit von Theia, der eine identische isotopic Unterschrift hat, sehr klein war (Statt dessen, haben sie vorgeschlagen, dass nach dem riesigen Einfluss, während die Erde und die Proto-Mondplatte geschmolzen und verdunstet waren, die zwei Reservoire durch eine allgemeine Silikat-Dampf-Atmosphäre verbunden wurden, und dass das Erdmondsystem durch das Convective-Rühren homogenisiert wurde, während das System in der Form einer dauernden Flüssigkeit bestanden hat. Solch eine "Äquilibrierung" zwischen der Posteinfluss-Erde und der Proto-Mondplatte ist das einzige Drehbuch, das dazu fähig ist, die isotopic Ähnlichkeiten der Felsen von Apollo mit Felsen vom Interieur der Erde zu erklären. Jedoch, für dieses Drehbuch, um lebensfähig zu sein, muss die Proto-Mondplatte einige Zeit Periode von ~100 Jahren bestehen. Arbeit ist andauernd, um zu bestimmen, ob das möglich ist.

Beweise

Indirekte Beweise für das riesige Einfluss-Drehbuch kommen aus Felsen, die während der Mondlandungen von Apollo gesammelt sind, die Sauerstoff-Isotop-Verhältnisse zeigen, die zu denjenigen der Erde identisch sind, die erklärt werden kann, ob das Erdmondsystem das unruhige Mischen nach dem riesigen Einfluss, wie besprochen, oben erfahren hat. Außerdem, hoch anorthositic Zusammensetzung der Mondkruste, sowie die Existenz von KREEP-reichen Proben, hat die Idee verursacht, dass ein großer Teil des Monds einmal geschmolzen war, und ein riesiges Einfluss-Drehbuch die Energie leicht geliefert haben könnte, musste solch einen Magma-Ozean bilden. Mehrere Linien von Beweisen zeigen, dass, wenn der Mond einen eisenreichen Kern hat, es klein sein muss. Insbesondere die Mitteldichte, Moment der Trägheit, Rotationsunterschrift und magnetischen Induktionsantwort alle schlagen vor, dass der Radius des Kerns weniger als ungefähr 25 % der Radius des Monds im Gegensatz zu ungefähr 50 % für die meisten anderen Landkörper ist. Einfluss-Bedingungen können gefunden werden, dass einen Mond verursachen, der sich größtenteils von den Mänteln der Erde und impactor mit dem Kern des impactor geformt hat, der sich zur Erde vereinigt, und der die winkeligen Schwung-Einschränkungen des Erdmondsystems befriedigt.

Warmer an der Kieselerde reicher Staub und reichliches Benzin von SiO, Produkte der hohen Geschwindigkeit (> 10 km/s) Einflüsse zwischen felsigen Körpern sind um das nahe gelegene (29 pc entfernte) jung (~12 Mein altes) Stern von Beta Pic Moving Group HD172555 durch das Raumfernrohr von Spitzer entdeckt worden. Ein Riemen von warmem Staub in einer Zone zwischen 0.25AU und 2AU vom jungen Stern scheint HD 23514 in der Traube von Pleiades ähnlich den vorausgesagten Ergebnissen der Kollision von Theia mit der embryonischen Erde, und ist als das Ergebnis von planet-großen Gegenständen interpretiert worden, die mit einander kollidieren. Das ist einem anderen Riemen von warmem um den Stern entdecktem Staub BD +20°307 (HÜFTE 8920, SAO 75016) ähnlich.

Schwierigkeiten

Diese Mondursprung-Hypothese hat einige Schwierigkeiten, die noch völlig aufgelöst werden müssen. Zum Beispiel deutet die riesige Einfluss-Hypothese an, dass sich ein Oberflächenmagma-Ozean im Anschluss an den Einfluss geformt hätte. Und doch gibt es keine Beweise, dass die Erde jemals solch einen Magma-Ozean hatte und es wahrscheinlich ist, dort besteht Material, das durch einen Magma-Ozean nie bearbeitet worden ist.

Zusammensetzung

Es gibt mehrere compositional Widersprüchlichkeiten, die gerichtet werden müssen.

• Die Verhältnisse der flüchtigen Elemente des Monds werden durch die riesige Einfluss-Hypothese nicht erklärt. Wenn die riesige Einfluss-Hypothese richtig ist, müssen sie wegen einer anderen Ursache sein.
• Die Anwesenheit von volatiles wie in Mondbasalten gefangenes Wasser ist schwieriger zu erklären, ob der Mond durch einen Einfluss verursacht wurde, der ein katastrophales Heizungsereignis zur Folge haben würde.
• Das Eisenoxid (FeO) Inhalt (13 %) des Monds, der zwischen Mars (18 %) und dem Landmantel (8 %) Zwischen-ist, schließt den grössten Teil der Quelle des Proto-Mondmaterials vom Mantel der Erde aus.
• Wenn der Hauptteil des Proto-Mondmaterials aus dem impactor gekommen war, sollte der Mond in siderophilic Elementen bereichert werden, wenn es an denjenigen wirklich unzulänglich ist.
• Der Sauerstoff des Monds isotopic Verhältnisse ist zu denjenigen der Erde im Wesentlichen identisch. Sauerstoff isotopic Verhältnisse, die sehr genau gemessen werden können, gibt eine einzigartige und verschiedene Unterschrift für jeden Sonnensystemkörper nach. Wenn Theia ein getrennter Proto-Planet gewesen wäre, hätte er wahrscheinlich einen verschiedenen Sauerstoff isotopic Unterschrift gehabt als Erde, wie das vertriebene Mischmaterial würde.
• Das Titan-Isotop-Verhältnis des Monds (Ti/Ti) erscheint so in der Nähe von der Erde (innerhalb von 4 ppm), dass wenig, wenn einige der Masse des kollidierenden Körpers wahrscheinlich ein Teil des Monds gewesen sein könnte.

Fehlen Sie von einem Venusbewohner-Mond

Wenn der durch solch einen Einfluss gebildete Mond der Erde, es wahrscheinlich ist, dass andere innere Planeten auch vergleichbaren Einflüssen unterworfen worden sein würden. Ein Mond, der sich um Venus durch diesen Prozess geformt hat, würde kaum flüchten, so ist eine Erklärung erforderlich, um zu zeigen, warum der Planet solch einen Mond nicht hat. Eine Möglichkeit besteht darin, dass eine zweite Kollision vorgekommen ist, der den winkeligen Schwung vom ersten Einfluss entgegnet hat. Ein anderer ist das die starken Gezeitenkräfte von der Sonne würden dazu neigen, die Bahnen von Monden um das Ende - in Planeten zu destabilisieren. Deshalb, wenn die langsame Folge-Rate von Venus früh in seiner Geschichte, irgendwelche größeren Satelliten begonnen hat, als einige Kilometer in der Größe wahrscheinlich in den Planeten schnell gewachsen wären.

Simulationen der chaotischen Periode der Landplanet-Bildung weisen darauf hin, dass Einflüsse, wie diejenigen, die Hypothese aufgestellt sind, den Mond zu bilden, üblich sind. Für typische Landplaneten mit einer Masse von 0.5-1 Erdmassen läuft solch ein Einfluss normalerweise auf einen einzelnen Mond hinaus, der 4 % der Gastgeber-Planet-Masse enthält. Die Neigung der Bahn dieses Monds ist zufällig, aber diese Neigung betrifft die nachfolgende dynamische Evolution des Systems. Zum Beispiel können einige Bahnen den Mond zur Spirale zurück in den Planeten verursachen. Ebenfalls wird die Nähe des Planeten zum Stern auch die Augenhöhlenevolution betreffen. Die Nettowirkung besteht darin, dass es für Einfluss-erzeugte Monde wahrscheinlicher ist zu überleben, wenn sie entferntere Landplaneten umkreisen und nach der planetarischen Bahn ausgerichtet zu werden.

Möglicher Ursprung von Theia

2004 haben Universitätsmathematiker von Princeton Edward Belbruno und Astrophysiker J. Richard Gott III vorgeschlagen, dass Theia an oder Punkt von Lagrangian hinsichtlich der Erde (in ungefähr derselben Bahn und ungefähr 60 ° vorn oder hinten), ähnlich einem trojanischen Asteroiden verschmelzt hat. Zweidimensionale Computermodelle weisen darauf hin, dass die Stabilität der vorgeschlagenen trojanischen Bahn von Theia betroffen worden sein würde, als seine wachsende Masse eine Schwelle von ungefähr 10 % der Masse der Erde überschritten hat. In diesem Drehbuch haben Gravitationsunruhen durch planetesimals Theia veranlasst, von seiner stabilen Position von Lagrangian abzuweichen, und nachfolgende Wechselwirkungen mit der Proto-Erde haben zu einer Kollision zwischen den zwei Körpern geführt.

2008 wurde Beweis geliefert, der darauf hinweist, dass die Kollision später vorgekommen sein kann als der akzeptierte Wert von 4.53 Ga an ungefähr 4.48 Ga.

Es ist darauf hingewiesen worden, dass andere bedeutende Gegenstände durch den Einfluss geschaffen worden sein können, der in der Bahn zwischen der Erde und dem Mond geblieben sein könnte, der in Punkten von Lagrangian durchstochen ist. Solche Gegenstände können innerhalb des Erdmondsystems seit bis zu 100 Millionen Jahren geblieben sein, bis das Gravitationszerren anderer Planeten das System genug destabilisiert hat, um die Gegenstände zu befreien. Eine 2011 veröffentlichte Studie hat darauf hingewiesen, dass eine nachfolgende Kollision zwischen dem Mond und einem dieser kleineren Körper die bemerkenswerten Unterschiede in physischen Eigenschaften zwischen den zwei Halbkugeln des Monds verursacht hat. Diese Kollision, Simulationen haben unterstützt, wäre an einer genug niedrigen Geschwindigkeit gewesen, um einen Krater nicht zu bilden; das Material vom kleineren Körper hätte sich stattdessen über den Mond ausgebreitet (darin, was seine weite Seite werden würde), eine dicke Schicht der Hochlandkruste hinzufügend. Die resultierenden Massenunregelmäßigkeiten würden nachher einen Ernst-Anstieg erzeugen, der geholfen hat, den Mond Rotations-zu schließen, so dass heute nur die nahe Seite sichtbar von der Erde bleibt.

Alternative Hypothesen

Andere Mechanismen, die in verschiedenen Zeiten für den Ursprung des Monds angedeutet worden sind, bestehen darin, dass der Mond von von der geschmolzenen Oberfläche der Erde durch die Zentrifugalkraft gesponnen wurde, dass es anderswohin gebildet und später durch das Schwerefeld der Erde gewonnen wurde, oder dass sich der Mond zur gleichen Zeit und Platz als die Erde von derselben Akkretionsplatte geformt hat. Wie man fordert, hat jede dieser Hypothesen an einem Mechanismus Mangel, für den hohen winkeligen Schwung des Erdmondsystems verantwortlich zu sein.

Ein neuerer Vorschlag besteht darin, dass sich der Mond viel später geformt hat als vorher Gedanke vom Einfluss eines großen Asteroiden, der den Mond in erster Linie vom Schutt von der Erde schafft. Die Bildung des Monds in dieser Hypothese kommt 60-140 Millionen Jahre nach der Bildung des Sonnensystems vor. Wie man vorher gedacht hatte, war das Alter des Monds 4.527 ± vor 0.010 Milliarden Jahren gewesen. Der Einfluss hätte einen Magma-Ozean auf der Erde und dem Proto-Mond mit beiden Körpern geschaffen, die eine allgemeine Plasmametalldampf-Atmosphäre teilen. Die geteilte Metalldampf-Brücke hätte Material von der Erde und dem Proto-Mond erlaubt wert zu sein und equilibrate in eine allgemeinere Zusammensetzung.

Siehe auch

• Geologie des Monds
• Geologische Mondzeitskala
• Geschichte der Erde
• Geologischer zeitlicher Rahmen
• Roche beschränken

Weiterführende Literatur

Akademische Artikel

• William K. Hartmann und Donald R. Davis, Satellit-großer planetesimals und Mondursprung, (Internationale Astronomische Vereinigung, Kolloquium auf Planetarischen Satelliten, Universität von Cornell, Ithaca, New York, am 18-21 Aug 1974) Icarus, vol. 24, April 1975, p. 504-515
• Alastair G. W. Cameron und William R. Ward, Der Ursprung des Monds, die Auszüge der Planetarischen und Mondwissenschaftskonferenz, des Bands 7, Seite 120, 1976

Nichtakademische Bücher

• Dana Mackenzie, Der Große Splat, oder Wie Unser Mond Gekommen ist, um, 2003, John Wiley & Sons, internationale Standardbuchnummer 0-471-15057-6 Zu sein.

Links

• Planetarisches Wissenschaftsinstitut: Riesige Einfluss-Hypothese
• Das Computermodellieren der Entwicklung des Monds (Space.com)
• Ursprung des Monds durch den Prof. AGW Cameron
• Klemperer Rosette-Simulationen mit Java applets

• Riese-Einfluss-Hypothese-Simulation von SwRI (.wmv und.mov)
• Ursprung des Monds - Computermodell der Zunahme
• Mondartikel Archive - Including über die riesige Einfluss-Hypothese
• Planet-Kollision sendet verdunsteten Felsen, das heiße Lava-Fliegen (am 2009-08-10 JPL Nachrichten)
• Wie üblich sind planetarische Erdmondsysteme? (arXiv:1105.4616: Am 23. Mai 2011)