Nedávná analýza lunárních vzorků odhalila odlišný poměr izotopů síry, který se významně liší od složení Země. Tento objev, vycházející z nedotčených vzorků sebraných během mise Apollo 17 v roce 1972 a analyzovaných pomocí pokročilé instrumentace, nabízí klíčové poznatky buď o kataklyzmatickém impaktním události, která vytvořila Měsíc, nebo o jeho následné rané geologické historii.
Vědci dlouho teoretizovali, že Měsíc vznikl z trosek vymrštěných po srážce Země s protoplanetou o velikosti Marsu, nazývanou Theia. Zkoumání chemického složení lunárního pláště tak poskytuje pohled na materiály zapojené do této kolosální kosmické události. Zatímco předchozí studie naznačovaly širokou podobnost poměrů izotopů kyslíku mezi Měsícem a Zemí, což naznačuje významný pozemský příspěvek, nová data o izotopech síry představují přesvědčivý protiklad.
Výzkumný tým vedený Jamesem Dottinem z Brown University použil sekundární iontový hmotnostní spektrometr k přesnému změření poměrů izotopů síry ve vzorku vulkanické horniny odebraném z lunárního vrtného jádra. Tento konkrétní vzorek, odebraný těsně pod povrchem, zůstal od svého návratu na Zemi zapečetěný, což zachovalo jeho původní složení pro analýzu přístroji, které v době Apolla nebyly k dispozici. Dottin se specificky zaměřil na síru, která se zdála vyvřít s horninou, s cílem vyhnout se kontaminaci pozdějšími procesy.
Zjištění odhalila pozoruhodné snížení obsahu síry-33, jednoho ze čtyř stabilních izotopů síry, ve srovnání s pozemskými poměry. Toto pozorování zpochybnilo dřívější předpoklady, že lunární plášť odráží pozemský izotopový podpis síry. Dottin vyjádřil překvapení nad neočekávanými výsledky a poznamenal, že rozsáhlé ověření potvrdilo přesnost měření, což naznačuje skutečně nové poznatky.
Dvě hlavní hypotézy se snaží tuto anomálii síry vysvětlit. Jednou z možností je, že pozorované izotopové poměry jsou přímým dědictvím od Theie, což naznačuje, že složení Měsíce obsahuje větší podíl trosek z této prastaré protoplanety, než se dříve odhadovalo. Alternativně mohlo ke snížení obsahu síry-33 dojít po vzniku Měsíce. Teoretizuje se, že rodící se Měsíc, možná obklopený tenkou atmosférou, prošel v této atmosféře chemickými reakcemi zahrnujícími síru a sluneční ultrafialové světlo, což vedlo ke ztrátě síry-33.
Pokud platí druhá vysvětlení, implikuje to mechanismus pro transport síry z lunárního povrchu dolů do pláště, který se pak v pozdější fázi vyvrhl zpět na povrch. Taková výměna by byla významná, protože Měsíc postrádá tektoniku desek charakteristickou pro Zemi, která usnadňuje podobné cyklování materiálu z povrchu do pláště. Identifikace takového prastarého mechanismu výměny na raném Měsíci by představovala přesvědčivou oblast pro budoucí vědecký výzkum.
V současné době zůstává určení definitivní příčiny snížení obsahu síry-33 nejasné. Budoucí zkoumání poměrů izotopů síry na jiných nebeských tělesech, jako je Mars a asteroidy, by však mohlo poskytnout klíčový kontext. Porovnáním těchto poměrů by vědci mohli zjistit, zda je podpis síry Měsíce pozůstatkem složení Theie, potenciálně v souladu s materiály nalezenými na Marsu a asteroidech, nebo zda je důsledkem jedinečných chemických procesů po vzniku na samotném Měsíci.