В продължение на повече от половин век Националната администрация по аеронавтика и изследване на космоса (НАСА) на САЩ съхраняваше проби от лунна почва, донесени на Земята от астронавтите на мисията „Аполо 17“ през 1972 година. Тези проби бяха съхранявани в запечатани контейнери, в очакване на по-сложни и прецизни инструменти за цялостно проучване.
Пет десетилетия по-късно, НАСА предостави една от тези проби на учени, чийто анализ доведе до неочаквани открития. Оказа се, че съдържанието на изотопи на сяра в тази проба се различава значително от други проби от лунна почва и земни скали. Това откритие има потенциала или да потвърди, или да опровергае доминиращата теория, че Луната се е образувала в резултат на сблъсък между хипотетичната планета Тея и Земята. То може да даде и нова представа за най-ранните етапи от историята на нашия спътник.
Учени от университета Браун, водени от Джеймс Дотин, са използвали масспектрометър за вторични йони, за да изследват пробите. Тези проби са били събрани от астронавтите с помощта на специални тръби, заровени на 60 см дълбочина в лунния реголит (почвен слой), и са запазени в това запечатано състояние след завръщането им на Земята.
Първоначалната цел на екипа на Дотин е била да получи проби от вулканична скала, която в далечното минало е била част от лунната мантия. Според преобладаващата теория, Луната се е формирала в резултат на сблъсъка на протопланетата Тея, сравнима по размер с Марс, със Земята. Предишни изследвания на пробите показваха, че съотношението на различните кислородни изотопи в лунната мантия е подобно на това на Земята, което подкрепяше теорията, че Луната е образувана предимно от отломки от Земята.
Анализът на изотопите на сярата (подтипове на един и същ елемент с различен брой неутрони) разкри, че в сравнение със съотношенията, открити в земните скали, Луната вероятно е обеднена на сяра-33 (сяра с 33 неутрона).
„Преди се смяташе, че лунната мантия има същия състав на сяра от изотопи като Земята. Точно това очаквах да видя, когато анализирах тези проби, но вместо това получихме стойности, напълно различни от всичко, което бяхме открили на Земята. Първата ми мисъл беше: „Мамка му, това не може да е вярно.“ Така че проверихме резултатите два пъти на всеки етап от процеса и не открихме грешки. Тези резултати са просто зашеметяващи“, споделя Дотин.
Учените предлагат две основни хипотези, за да обяснят откритото обедняване на сяра-33 в лунната мантия:
Повече материал от Тея: Съотношенията на сяра от изотопи може да са се формирали от материал, отделен от Тея. Това би означавало, че отломките от древната протопланета представляват по-голяма част от състава на Луната, отколкото се е смятало досега.
Древен атмосферен обмен: Изчерпването на сяра-33 може да е станало след образуването на Луната, ако младата Луна е била заобиколена от тънка атмосфера. Сярата в тази атмосфера е можела да взаимодейства с ултравиолетовата радиация от Слънцето. Получените химични реакции може да са довели до намаляване на дела на сяра-33.
Ако втората хипотеза е вярна, това би било доказателство за древен обмен на материали между лунната повърхност и мантията – процес, който на Земята се извършва от тектониката на плочите, която обаче не съществува на Луната.
В момента учените не могат да определят кое обяснение е правилно. Очаква се бъдещи космически мисии, които ще измерват изотопните съотношения на сярата върху други тела в Слънчевата система, като Марс и астероиди, да дадат допълнителни ключове за разгадаване на произхода на Луната.
