4 milyar yıldan fazla bir süre önce, genç güneş sistemi sırasında Dünya, Mars büyüklüğünde devasa bir nesneyle çarpışma yaşadı. Ay, enkazdan oluştu, ancak oluşumunun kesin zamanı bir sır olarak kaldı.
Yeni çalışmada bilim insanları, Ay’ın ne zaman oluştuğunu daha doğru bir şekilde belirlemek için 1972’de Appollo astronotları tarafından Ay’dan getirilen regolit örneklerini kullandılar. Keşifleri, bunun önceden düşünülenden 40 milyon yıl daha eski olduğunu tespit etmeyi mümkün kıldı. Dünyanın doğal uydusunun yaşının artık 4,46 milyar yıldan fazla olduğuna inanılıyor.
“Bu örnekler çarpışmadan sonra oluşan bilinen en eski katılardır. Ve yaşlarını bildiğimiz için ay kronolojisine destek sağlıyorlar” diyor çalışmanın kıdemli yazarı Philipp Heck. Keşif, Philip Heck ve yüksek lisans öğrencisi Jennika Greer’in çalışmalarının sonucuydu.
Şu anda Glasgow Üniversitesi Coğrafya ve Yer Bilimleri Okulu’nda araştırma görevlisi olan Greer, “Ortak yazarlarımız Bidong Zhang ve Audrey Bouvier, bu örnekleri tam olarak anlamak için nano ölçekli analize ihtiyaç duydukları için bize ulaştılar” diyor. .
Regolith milyarlarca yıl önce oluşan küçük kristalleri içerir. Bu kristaller Ay’ın muhtemelen ne zaman ortaya çıktığına dair önemli bir gösterge görevi görüyor. Mars büyüklüğünde bir nesne Dünya ile çarpışıp Ay’ı oluşturduğunda, çarpmanın enerjisi daha sonra Ay’ın yüzeyini oluşturacak olan kayayı eritti.
“Yüzey eridiği sürece kristaller oluşup hayatta kalamazdı. Bu nedenle, Ay’ın yüzeyindeki herhangi bir kristalin, Ay’ın magma okyanusu soğuduktan sonra oluşmuş olması gerekir. Aksi takdirde eriyecek ve kimyasal izleri silinecekti” diyor Heck.
Parçacıkların magma okyanusu soğuduktan sonra oluşmuş olması gerektiğinden, numunelerin yaşını belirlemek, Ay’ın mümkün olan minimum yaşını belirlememize olanak sağladı. Ortak yazar Bidong Zhang’ın önceki araştırması dolaylı olarak aynı aralığa işaret etmişti, ancak son çalışma, en eski ay parçacıklarının yaşını “belirlemek” için atom prob tomografisi adı verilen analitik bir tekniğin ilk kullanımıydı.
“Atom prob tomografisinde, bir iyon mikroskobu kullanarak ay materyalinin bir örneğini keskinleştirerek başlıyoruz. Daha sonra atomları yüzeyden buharlaştırmak için ultraviyole lazerler kullanıyoruz. Greer, “Atomlar kütle spektrometresinde hareket ediyor, hareket hızı bize onların kütlesini söylüyor ve bu da bileşimi belirlememize olanak sağlıyor” dedi.
Northwestern Üniversitesi’nde gerçekleştirilen bu atom analizi, birçok atomun radyoaktif bozunmaya uğradığını gösterdi. Bir atom çekirdeğinde kararsız bir proton ve nötron konfigürasyonuna sahip olduğunda, içinde bozunma süreçleri meydana gelir ve ardından atom bir dizi proton ve nötron yayar. Bilim insanları bu sürecin ne kadar süreceğini belirlediler ve bir numunedeki farklı uranyum ve kurşun izotoplarının oranını inceleyerek numunelerin yaşını daha doğru bir şekilde belirleyebildiler.