Az úgynevezett óriási becsapódás hipotézis (giant-impact hypothesis) szerint a Naprendszer kialakulásának kezdetén, a fiatal, még formálódó Földbe egy másik bolygó csapódott: a Theia, amely a proto-Földnél (vagyis a mai Föld korai, kezdetleges változatánál) valamivel kisebb, vagy vele nagyjából egyező méretű lehetett. A két bolygó találkozása kulcsfontosságú eseményt jelentett, ez az ütközés alakította ki ugyanis a Holdat, és ennek következtében stabilizálódott a Föld keringése, valamint ezután jött létre végleges formája is. A Theia és a proto-Föld karambolja abban az időszakban következett be, mikor a Naprendszer még gyerekcipőben járt, vagyis körülbelül 65 millió éves volt mindössze, összehasonlításképpen: a Naprendszer ma 4,6 milliárd év körüli, egyes számítások szerint 4,5673 milliárd éves.

Arra a kérdésre, hogy a Hold pontosan hogyan is keletkezett, korábban többféle teóriát is alkottak a tudósok - az egyik szerint a Föld annak idején befogta a Holdat, azaz a Hold a Naprendszer egy másik részén formálódott, majd a bolygóhoz közelebb érve, a Föld gravitációs hatása miatt csatlakozott hozzá, és pályára állt körülötte, egy másik teória szerint a Hold a Föld anyagából jött létre, tehát a fiatal, olvadt anyagú, gyorsan forgó bolygó széthasadt, és anyagának egy része kilökődött, majd kialakult belőle a Hold, a harmadik szerint pedig a Föld és égi kísérője nagyjából ugyanabban az időben, egymás közelében készült el, ugyanabból az anyagforrásból.

A legnépszerűbb hipotézisnek azonban az együttes kialakulás elmélete bizonyult, ami szerint egy hozzávetőlegesen Mars méretű bolygóval való gigantikus ütközés a magyarázata a Hold születésének.

A Theia-hipotézis (vagy óriási becsapódás hipotézis) mára széles körben elfogadott koncepcióvá vált, és a kutatók bizonyítékokat is szereztek rá, többek között az Apollo-program során begyűjtött és a Földre visszahozott minták elemzése révén.

Az 1960-as és 1970-es években zajló Apollo-program küldetési alatt összesen 382 kilogrammnyi holdi regolitot jutattak el az űrhajósok a Földre, és a laboratóriumokban azóta is vizsgálják a mintákat, sőt, még több mint fél évszázad után is születnek időnként újabb felfedezések az elemzések során. A Theia-hipotézis helytálló voltát is (többek között) az Apollo-minták segítségével igazolták, miután megállapították, hogy a holdi kőzetek a földitől jelentősen eltérő mennyiségben tartalmaznak bizonyos oxigénizotópokat, ami arra utal, hogy a Hold és a Föld nem ugyanabból az anyagból alakult ki - Holdban valószínűleg több Theiából származó összetevő található.

Azzal kapcsolatban azonban, hogy a grandiózus ütközés pontosan mikor következett be, nem találtak egyértelmű választ a szakértők, emiatt a Hold kora is sokáig kétséges maradt.

A bizonytalanságnak részben éppen az Apollo-minták ágyaztak meg, ezek ugyanis a vizsgálatok szerint 4,35 milliárd éves magmás kőzeteket tartalmaznak, amelyek a Hold kialakulásának korai szakaszáról tanúskodnak, arról az időről, amikor a Theia becsapódása után közvetlenül a Holdat és a Földet is még olvadt anyag borította. Eszerint az ütközés 4,35 milliárd éve történt, vagyis 200 millió évvel a Naprendszer születésének kezdete után.

A feltételezéssel akad egy kis probléma: más bizonyítékok alapján egy teljesen más történet körvonalazódik, amelyekből egy jóval “öregebb” Hold képe bontakozik ki. Ahogy azt Francis Nimmo bolygókutató a Science magazinnak elmondta, a Naprendszer kavargó, forrongó, intenzív eseményei az első 100 millió év végére nagyjából lezajlottak, ezután már egy stabilabb korszak következett, márpedig a Theia becsapódása valószínűleg az első fázisban történt, mikor még a Jupiter és a többi gázóriás vad mozgása és gravitációs ereje hatalmas kőzeteket lökött a belső Naprendszer felé. Ez alapján a Hold korábban alakult ki, nem 4,35 milliárd éve. Később az Apollo-programok egyes mintáinak újbóli elemzései is ezt a feltételezést látszottak alátámasztani: egy ízben a regolit cirkonkrisályainak urántartalmát, máskor a bennük található volfrámizotópokat vizsgálták, és az eredmények mindkét esetben arról árulkodtak, hogy a Hold legalább 4,5 milliárd éves lehet.

Egy újabb kutatás úgy tűnik, pontot tehet a vita végére, és újabb erős bizonyítékot jelent az “öreg-Hold” elmélete mellett. A Max Planck Intézet kutatói a Hold kőzeteinek rubídium és stroncium tartalmát vizsgálták, hogy kiderüljön, az enyhén radioaktív anyag (rubídium) 87-es izotópjának mekkora része alakult át a nem radioaktív stroncium fém izotópjává. Ezt a kormeghatározási módszert gyakran alkalmazzák a különféle ásványok vizsgálatára, a Hold esetében viszont külön nehézséget jelentett annak definiálása, hogy az égitest vajon milyen arányban tartalmaz anyagot a Theiából és a Földből, és a két protobolygót eredetileg milyen rubídium-stroncium tartalom jellemezte. A kutatók végül ezekre a kérdésekre nem tudtak pontos választ adni, de nem is kellett: a számításba vett többféle forgatókönyv közül egy kivételével mindegyik konzekvensen ugyanazt az eredményt adta:

a rubídium/stroncium elemzések alapján a Hold 4,5 milliárd év körüli, azaz a Naprendszer kialakulásának kezdete után 65 ± 20 millió évvel keletkezett.

Ez egyúttal azt jelenti, hogy a Theia-Föld ütközés nagyjából ekkor következett be, tehát a Föld is ekkor született újjá.

A kutatók szerint az Apollo-minták ellentmondásainak rejtélyére is van megoldás: a nagy ütközés után több millió évvel, még egy alkalommal felolvadt a Hold külső kérge, és a 4,35 milliárd éves magmás kőzetek valójában ebből az időből, és nem a Hold születésének korából származnak. Hogy mi okozta a második olvadást, annak magyarázatára egyelőre csak elméletek szolgának, lehetséges például, hogy a Holdra a Nap volt ilyen hatással a Naprendszer életének korai szakaszában, vagy esetleg egy, a holdi Déli-sark-Aitken-medencét létrehozó becsapódás volt a felelős a jelenségért.

(Fotó: NASA, Eugene Cernan, Pixabay)