Smatra se da je Zemljin lunarni pratilac nastao nedugo nakon same planete, prije otprilike 4,4 milijarde godina, kada je Sunčev sistem bio mlad.
Tada je, prema teoriji, objekat veličine Marsa udario u Zemlju, koja je još uvijek bila topla i ljuskava i tek formirana, i odlomio ogroman oblak krhotina koji se spojio u Mjesec u Zemljinoj orbiti.
Ali Mjesečev mladalački izgled je očigledno varljiv. Novo istraživanje sitnih zrna cirkona u lunarnim uzorcima Apolla sugerira da je čak stariji nego što smo mislili, za dobrih 40 miliona godina.
To znači da je Mjesec star najmanje 4,46 milijardi godina, kaže tim predvođen geologom Jennikom Greer, sada na Univerzitetu u Glazgovu - samo za dlaku mlađu od Zemlje, koja je procijenjena na 4,54 milijarde godina.
"Ovi kristali su najstarije poznate čvrste materije koje su nastale nakon džinovskog udara", kaže kosmohemičar Philipp Heck iz Field Museuma i Univerziteta u Čikagu. "A pošto znamo koliko su stari ovi kristali, oni služe kao sidro za lunarnu hronologiju."
Ne zna se tačno kako je Mesec nastao i kada, ali prisustvo nekih specifičnih elemenata snažno ukazuje na zemaljsko poreklo. Hipoteza o ogromnom udaru trenutno je favorit, negdje u ranom Sunčevom sistemu, kada astronomi očekuju mnogo veći broj velikih objekata i protoplaneta koji lete unaokolo i udaraju jedni o druge.
Procjene su varirale u zavisnosti od toga kada se ovaj džinovski udar dogodio, ali sve veći broj dokaza, zasnovanih na datiranju lunarnih uzoraka, sugerira da je to bilo mnogo ranije od prvobitnih pretpostavki od prije oko 4,4 milijarde godina, a neke analize sugeriraju da je nastao još u prije 4,51 milijarde godina.
Kristali cirkona su odličan način za praćenje starosti uzorka zbog neobične forme. Kada se formiraju, kristali cirkona sadrže uranijum, ali snažno odbijaju olovo. Vremenom se radioaktivni uranijum u cirkonu raspada u olovo veoma dobro poznatom brzinom. Naučnici mogu pogledati omjer uranijuma i olova u kristalu cirkona i utvrditi koliko je davno cirkon nastao, s visokom razinom preciznosti.
Ovi mikroskopski kristali se mogu naći u uzorcima Mjesečeve prljavštine izvučene tokom Apolo ere iz lunarnog uzorka. Greer i njene kolege proučavale su cirkon pronađen u uzorcima iz Apolla 17, posljednje lunarne misije, koja se dogodila 1972. Ovi kristali su, kaže tim, morali nastati nakon što se Mjesečeva površina očvrsnula, iz rastopljenog globalnog okeana koji ju je prekrivao odmah nakon njegovo formiranje.
"Kada je površina bila tako otopljena, kristali cirkona se nisu mogli formirati i preživjeti. Dakle, svi kristali na površini Mjeseca su se morali formirati nakon što se ovaj okean lunarne magme ohladio", kaže Heck. "U suprotnom bi se istopili i njihovi hemijski potpisi bi bili izbrisani."
Istraživači su koristili tomografiju atomske sonde za proučavanje sastava svojih uzoraka, izoštravajući kristale do određene tačke, a zatim koristeći lasere za isparavanje atoma iz tačke. Maseni spektrometar analizirao je ispareni materijal kako bi izmjerio njegovu težinu, što je omogućilo naučnicima da odrede omjer uranijuma i olova.
Zauzvrat, ovo je pokazalo da je starost ovih specifičnih kristala bila 4,46 milijardi godina. Što znači da Mjesec mora biti barem toliko star. Ove informacije bi mogle pomoći naučnicima da odrede druge aspekte Mjesečeve historije, kao što je koliko je vremena trebalo da se formira i učvrsti, i bolje procijene datum džinovskog udara.
"Nevjerovatno je imati dokaz da je stijena koju držite najstariji dio Mjeseca koji smo do sada pronašli. To je uporište za mnoga pitanja o Zemlji", kaže Greer. Kada znate koliko je nešto staro, možete bolje razumjeti šta se s tim dogodilo u njegovoj istoriji."
