NASA'nın Apollo 17 uzay aracının Ay'ın kuzeydoğu yakın yüzeyinden havalanmasının üzerinden yarım asır geçmesine rağmen, gezegen bilimciler Ay'ın ne zaman ve nasıl oluştuğunu tam olarak çözebilmiş değil.
Bu konuda genel bir görüş birliği var: Bu oluşumda, yaklaşık 4.51 milyar yıl önce Dünya'mıza çarptığı düşünülen ve Ay bilimciler tarafından 'Theia' olarak adlandırılan büyük bir gök cisminin rolü var.
Ancak Theia'nın tahmini büyüklüğü, ilkel Merkür boyutundan günümüz Dünya'sının yarısı büyüklüğüne kadar değişiyor.
En yeni hidrodinamik modeller, daha büyük bir çarpışma cisminin, Ay'dan toplanan kayaçların Dünya'daki zengin olivinli volkanik bazaltlarla neden bu kadar kimyasal benzerlik gösterdiğine dair en makul açıklamayı sunduğunu gösteriyor.
Bu devasa çarpışma, Dünya'yı derinden etkiledi; gezegenimizin tarihini adeta sıfırladı. Vrije Universiteit Amsterdam'da Ay ve gezegen bilimci olan Wim van Westrenen, bu büyük çarpışma sonrası Ay'ın başlangıçta binlerce derece sıcaklıkta, parlayan bir lav topu olduğunu belirtiyor.
Van Westrenen, bu aşamada henüz kayaçların oluşmadığını, bu nedenle minerallerin oluşabilmesi için soğuması gerektiğini ve bu minerallerin yaşlarının belirlenmeye çalışıldığını ifade ediyor. Asıl sorunun, bu çarpışmadan sonra bu minerallerin oluşmasının ne kadar sürdüğü olduğunu vurguluyor.
Van Westrenen'in de kabul ettiği gibi, bu sorunun yanıtını kesin olarak belirlemek oldukça zor.
Buna rağmen, Ay bilimcileri Apollo kayaç örneklerinden hala çok şey öğreniyor.
Apollo 15 görevinde 1971'de toplanan, 4.46 milyar yıllık 'Genesis taşı', en ünlü Apollo örneklerinden biridir. Bu taş, neredeyse tamamen plajiyoklaz adı verilen ve hafifliği nedeniyle lavın üstüne doğru yüzen beyaz bir mineralden oluşuyor.
Van Westrenen, bu beyaz mineralden çok miktarda oluşması için devasa miktarda lav gerektiğini ve bunun da yüzeye doğru akması gerektiğini açıklıyor. Bu durumun, Genesis taşı dahil bu beyaz kayaların oluşumu için en iyi açıklama olduğunu belirtiyor.
Ay'a baktığımızda görülen beyaz plajiyoklaz renginin, plajiyoklaz kristallerinin yansımalarından kaynaklandığı düşünülüyor.
Van Westrenen, 'Tüm bir gezegenin plajiyoklazlarla kaplı olması, aslında devasa bir lav kütlesinin çatısını gördüğümüzü gösteriyor.' diyor.
Van Westrenen'in laboratuvarı, Ay'ın içindeki koşulları analiz etmek ve yeniden yaratmak amacıyla yüksek basınç ve aşırı yüksek sıcaklıklar üzerinde uzmanlaşmıştır. Bu çalışmalar, Ay'ın jeolojik evrimi hakkında daha fazla bilgi edinme umudu taşımaktadır.
Van Westrenen, 'Westrenen, Ay'daki derin bir lav okyanusunun katılaştığında neler olduğunu ve hangi minerallerin hangi noktalarda oluştuğunu ilk kez deneysel olarak tam bir çalışma ile ortaya koymuştur.' diyor.
Van Westrenen, 'Tüm Ay'ın erimiş olduğunu, merkeze kadar 1.700 kilometre boyunca lavla kaplı olduğunu düşünüyoruz.' şeklinde ekliyor.
Laboratuvarda, Van Westrenen ve meslektaşları, grafit üzerinden elektrik akımı göndererek birkaç milimetreküp malzemeyi 1.700 °C'nin (3.092 °F) üzerine ısıtmak için dirençli ısıtma kullanıyorlar. Bu, standart bir fırından beş kat daha sıcaktır.
Laboratuvar ayrıca 250.000 Dünya atmosferi basınç yaratabiliyor.
Buna karşılık, Ay'ın maksimum iç basıncının yaklaşık 50.000 Dünya atmosferi olduğu düşünülüyor. Bu, araştırmacıların laboratuvarda adeta Ay'ın merkezine sanal bir yolculuk yapmasına olanak tanıyor.
Bununla birlikte, Dünya-Ay sisteminin oluşumunu anlamadaki temel sorunlardan biri, hidrodinamik sayısal simülasyonların mevcut Dünya-Ay sisteminin fiziksel özelliklerini yaratmasına rağmen, bilinen cisimlerin kimyasal bileşimlerini eşleştirmede yetersiz kalmasıdır.
Van Westrenen, 'Tüm klasik simülasyonlar, Ay'ın bizim gördüğümüzden çok farklı bir kimyasal bileşime sahip olması gerektiğini öngörüyor.' diyor.
Van Westrenen, 'Ay kayaçları, olması gerekenden çok daha fazla Dünya benzeri.' diye ekliyor.
Ay Oluşturan Çarpışma Cisminin Boyutu Konusunda Ne Söylenebilir?
Mevcut paradigma şu şekilde: Ya Dünya oluşumunu neredeyse tamamlamıştı ve Ay, gezegenimize yüksek hız ve yüksek açıyla çarpan Merkür büyüklüğünde küçük bir çarpışma cisminin sonucu oluştu.
Ya da o dönemde Dünya'nın sadece yarısı oluşmuştu.
Van Westrenen, 'Yani, Dünya'yı mevcut boyutuna tamamlamak için başka bir yarım Dünya'yı çarpmak gerekirdi.' diyor.
Bu durumda Ay, o zamanlar tamamlanmış olan Dünya etrafında yörüngede dönen, tamamen karışmış Theia/yarım Dünya kalıntılarından küçük bir miktarından oluşmuş olurdu.
Çarpışmadan sonra, daha hafif silikat malzemenin Ay'ı oluşturduğu, daha yoğun malzemenin ise Dünya'yı oluşturup Dünya'nın büyük demir zengini çekirdeğini meydana getirdiği düşünülüyor.
Van Westrenen, 'Bu hala doğru, ancak 25 yıllık bu klasik simülasyonlar, silikat kayaçlarının çoğunun Dünya'dan değil, Theia'dan kaynaklandığını öngörüyor.' diyor.
Ay'ın büyük ölçüde Dünya tipi materyalden oluşmasına ne neden olur?
Van Westrenen, klasik bir dev çarpışmayla Ay'ın oluşması için Theia'nın Dünya'ya yandan bir darbe ile çarpmış olması gerektiğini belirtiyor; Theia'nın yarısı Dünya'ya çarpmadan geçer.
Van Westrenen, 'Yarısı Dünya'nın yan tarafına çarparken, diğer yarısı sanki geçip ilkel Dünya etrafında yörüngeye girerek Ay'ı oluşturuyor.' şeklinde açıklıyor.
Ancak bu senaryoda Ay, büyük ölçüde Theia çarpışma cisminin kayaçlarından oluşmuş olmalı. Ancak jeologların gördüğü bu değil.
Theia, farklı bir kimyasal yapıya sahip olacağından, Güneş Sistemi'nin başka bir yerinden kaynaklanmış olmalı.
Ancak Dünya ve Ay, garip bir şekilde kimyasal olarak birbirine benziyor.
Sonuç Ne?
Van Westrenen, 'İnsanlar on yıllar önce yüzeyinde yürümesine rağmen, Ay'ın nasıl oluştuğu hala tam olarak çözülmüş değil.' diyor.
Van Westrenen, 'Her insan Ay'ı görebilir, ancak oluşumunun kendi gezegenimizin tarihiyle doğrudan bağlantılı olduğunu herkes fark etmez.' diye ekliyor.
