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 地球はいかにして月という衛星を獲得するにいたったのか? これは長きにわたり議論されている謎だ。

 「ジャイアント・インパクト説」では、初期の地球が「テイア(太陽系の仮説上の原始惑星)」という天体と衝突した結果、月が形成されたと説明する。

 この仮説は、月の形成理論としてはもっとも有力視されているが、具体的なことになると曖昧な部分がある。実際、この説ではうまく説明できない、観察結果もたくさん報告されている。

 『Nature Geoscience』に掲載された最新の研究は、これに関する最大の疑問点に光を当てている。

 ――仮にテイアが衝突して月が誕生したとして、なぜ月はテイアではなく、地球とほとんどそっくりになったのだろうか?
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月と地球が似ているのはなぜ?


 じつは月と地球はとても良く似ている。もちろん見た目のことではない。その構成がほとんど同じという意味だ。

 違いと言えば、地球に比べれば、月には鉄が少なく、水素のような軽い元素も少ないというところだろうか。

 ジャイアント・インパクト説は、この点について次のように説明する。「重たい鉄は地球に取り残された。また衝突によって生じた熱は宇宙へと放出され、軽い元素を沸騰させてしまった。そして地球とテイアの残りの部分は、互いに混ざり合った」と。

 テイア衝突による月の形成を再現したコンピューターモデルからは、月は8割がテイアに由来する物質で構成されているはずであることが示唆されている。

 それなのに、なぜ月は地球に似ているのだろう?


How the Moon Was Formed

 1つの説明としては、テイアと初期の地球自体がそっくりだった可能性が考えられる。

 だが、太陽系に存在する惑星のどれもが、それぞれ非常にユニークな構成であることを考えると、これはあまり信憑性が高くない。

 あるいは、2つの天体が想像以上に徹底的に混ざり合ったとも考えられる。そのために、月にはっきりと観察できるようなテイアの痕跡はほとんど残っていない。

 しかし、こちらもありえなさそうだ。なぜなら、そうなるためには、実際に起きたものよりも、ずっと大きな衝突が起きていなければならないからだ。

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月と地球、実は考えられていたよりも似てないという新説


 そして今回、この問題を解決してくれるまた別の説が提唱された。それによれば、なんと地球と月はこれまで考えられていたほど似ていないというのだ。

 ニューメキシコ大学(アメリカ)の研究グループは、アポロ計画のときに月から持ち帰られた岩石に含まれる酸素同位体の分布をかなり厳密に行ってみた。

 どのような元素であっても、その原子核は陽子と中性子で構成されている。同位体は陽子の数は同じだが、中性子の数が違う元素のバリエーションで、たとえば今回調査された酸素同位体O-18の場合、陽子8個と中性子10個を持っており、一般的なO-16(陽子8個、中性子8個)よりもわずかに重い。

 分析の結果明らかになったのは、地球と月とでは酸素同位体の構成にちょっとした差異があり、まったく同じではないということだ。

 しかも、こうした違いは、月のマントル(地殻の下にある層)から得られた岩石ほど大きかった。地下の奥深くにあった岩石ほど、軽い酸素同位体が地球よりも多かったのだ。

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ほんの少しだけ判明したテイアの姿


 混ざり合った衝突の破片が地表に降り積もっただろう一方で、内部にはより多くのテイアの残骸が残されているだろうことを考えれば、これは重要なことだ。

 つまり、テイアと地球はそっくりではなく、月と地球もまたそっくりではなかった。

 そして、このことはテイア自体についてのヒントでもある。

 重力の作用によって、重い同位体ほど、より太陽の近くにあったはずだと予測される。地球と比較した場合、どうもテイアは軽い酸素同位体を多く持っていたようだ。ならば、テイアは地球よりも太陽から離れたところで形成されたということになる。

 今回の発見のおかげで、ジャイアント・インパクト説はまたも1つハードルを越えることができた。テイアについてもほんの少しだけ知ることができたのは、そのご褒美だろうか。

References:How the moon formed – new research/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2020年03月14日 21:03
  • ID:gkKJ6NFI0 #

父は種だけ残して
何処かへ消えた

2

2. 匿名処理班

  • 2020年03月14日 21:12
  • ID:fpuYEzLM0 #

のび太「ジャイアンとインパクト?」
ドラえもん「ジャイアント・インパクト、ものすごく大きな衝突のことだよ」
のび太「……同じだよね」
ドラえもん「……うん、まぁ、同じか、のび太くんにしては冴えてる」

3

3. 匿名処理班

  • 2020年03月14日 21:29
  • ID:X.7l3Fj10 #

ジャイアント・インパクトとは異なる説がでたのかと思ったが
ジャイアント・インパクトの証拠固めだったか

4

4. 匿名処理班

  • 2020年03月14日 21:50
  • ID:PPFkq6s20 #

つまり全ては謎に包まれていて憶測に過ぎないという事ですね!

5

5. 匿名処理班

  • 2020年03月14日 22:08
  • ID:jnxuNGuA0 #

※4
目の前にある箱で「憶測」の意味をググりなさい。
何十億年も前に起こった事を、かすかな証拠から手繰り寄せてその姿を明らかにしようとしているのが読めないのですか?

6

6. 匿名処理班

  • 2020年03月14日 22:28
  • ID:vie.h1.S0 #

これが世に言うジャイアントインパクトであります。
私はその頃根府川に住んでおったのですが

7

7. 匿名処理班

  • 2020年03月14日 22:39
  • ID:PhPYSEeB0 #

誰か適当に新説を立ち上げてジャイアント・スネオ説と名付けてくれ

8

8. 匿名処理班

  • 2020年03月14日 23:21
  • ID:PPFkq6s20 #

>>5
まぁ要するに憶測だろう

9

9. 匿名処理班

  • 2020年03月14日 23:24
  • ID:PPFkq6s20 #

ブラックホールとか地球からえげつないほど離れた銀河や星を研究するのって正解なんてわからないし大抵の物が既存のものさしで測るしかないからロマン以外でやる意味あるのかな?

10

10. 匿名処理班

  • 2020年03月15日 01:44
  • ID:ura4t7Dv0 #

※9
我々と言わず生き物は生き残ることを第一の目的としている。
その為には、まず自身が何処に居るのかを知る必要がある。
そうする事で、将来の利益や危機を推測し生き残りの可能性を高める事ができるのだ!

11

11. じょん・すみす

  • 2020年03月15日 03:02
  • ID:pfjTfZIp0 #

実際、ジャイアントインパクト説は
いろんなことを解決してくれるんだが、
「いろんな事を説明してくれるネタは、実は何も説明してくれないんでは?」
と、この説を毛嫌いする科学者がいるのも事実。

12

12. 匿名処理班

  • 2020年03月15日 11:44
  • ID:v.slwF6U0 #

>>10
生き残るのが目的のはずの人類がありとあらゆる未来予測で
「その時には人類及び全ての生命は死に絶えている」
って言う締め方されるんやけど・・・どう思う?

13

13. 匿名処理班

  • 2020年03月15日 12:35
  • ID:EySgc7QX0 #

>>8
「要するに」という言葉の意味すら判ってないのか(笑)

14

14. 匿名処理班

  • 2020年03月15日 12:56
  • ID:hLXqZs9.0 #

>>8
推理と妄想くらい違うからもう少し勉強したほうがいいよ

15

15. 匿名処理班

  • 2020年03月15日 15:35
  • ID:e40pCwo60 #

たぶんこの学説はジェヴレン人の工作員によって潰される

16

16. 匿名処理班

  • 2020年03月15日 17:07
  • ID:YhwZ1ruf0 #

出た――!!馬場の必殺技

17

17. 匿名処理班

  • 2020年03月15日 19:00
  • ID:csci98630 #

月面着陸否定しないためにはジャイアントインパクトじゃないとおかしいもんね

18

18. 匿名処理班

  • 2020年03月15日 20:03
  • ID:AsxSMBlF0 #

同じく希ガス(He,Ne,Ar,Kr,Xe)の同位体を調べると、隕石が何処に居たか(地球より内側、外側)が解る

19

19. 匿名処理班

  • 2020年03月15日 22:01
  • ID:PUWL4Kbo0 #

※12
恒星の寿命モデルから、太陽の命がほぼ折り返し点で、数億年のオーダーで地球に生命が住めなくなるのは確実ですが、生き物にプログラムされた生殖機能はあくまでも次世代につなぐことが主目的なので、遠い未来に起こりうる環境の大激変に対応できるほどのコストはかけられません。

でも人類は知識の蓄積によって「ここ以外にも住める場所が、もしかしたらあるかも知れない」と判ってきた。できるできないはともかく、これはその絶滅を回避できる可能性が出てきた、ということではないですかね?

遠方の天体を観測してその正体を知るのは、ロマンだけじゃなく、我々の未来を左右するやも知れぬ情報を探す意味もあると思います。

20

20. 匿名処理班

  • 2020年03月16日 02:35
  • ID:AhWzWDGa0 #

※12
我々生物には生き残りを諦めるという機能が存在しない。
確実な絶滅が不可避であっても、それは関係ない。
最後の瞬間が迫っても、生き残れという命令に従うだろう。

他に選択肢がないんだもの。

21

21. 匿名処理班

  • 2020年03月16日 09:05
  • ID:NF.gOwdu0 #

※6
先生!まともな授業をしてください!!

22

22. 匿名処理班

  • 2020年03月17日 12:27
  • ID:FITuV52G0 #

トップ画像がなんか美味しそうに見える

23

23. 匿名処理班

  • 2020年03月17日 15:03
  • ID:2So.3f6S0 #

※9
まず近場から行くと太陽も月も他の惑星も万有引力の法則(ニュートンが見つけた)で回ってることがわかりました。おかげで海王星が見つけられました。世の中のすべての法則が分かった気になっていた人類は水星の軌道が計算に合わないことを知りました。
もしかして、時間と空間は一定だと思っていたけど実は変化するんじゃね?と新たな法則が特殊相対性理論として提案されました。するとどうしたことでしょう!計算がぴったり合ったのです。すなわち光速度は不変で時間と空間は変化しているようなのです。これに重力も含めて一般相対性理論として提案しました。簡単に言えば早く移動するモノは止まってるものよりも時間がゆっくり進み、重力の強いところにいるモノは重力の弱いところよりも時間がゆっくり進むってことです。これらの確認は遠く恒星の赤方偏移などでも裏打ちされて確認が進みます。
で、ロマンじゃない実利のところですが、こういうことから計算できる時間の遅れで修正して GPS (衛星の時計は高速で動いてるのでゆっくりすすみ、重力が地上よりも弱いところだから早く進むので誤差がでる)が正確な地上の場所を指し示すことができるようになるのです。そんなわけで、現代の科学は魔法のように地上の同じ場所を指し示すことができるのは、数学と昔からの技術の積み重ねのおかげなのです。先日話題になった KAGRA (と LIGO や Virgo)などの重力波望遠鏡も今はロマンかもしれませんが、実利に使えるようになるかもしれませんよ。

24

24. 液体ヘリウムが岩石表面に十分有れば…!?

  • 2020年03月22日 19:40
  • ID:RQOFFjws0 #

月が地球に同じ面ばかり見せているのは、地球の重力に月の重い部分が引かれ達磨状態に成ってるからだが、その重い箇所に鉄は無いの?
(地球は火山活動も盛んで鉄を溶かし拡散する水も有る。)
アステロイド小惑星は丸く固まら無いのに、衝突した二天体は巧く丸く成るのも謎!?

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