ماه در گذشته دور احتمالاً جهنمی آتشفشانی شبیه به آیو، قمر مشتری بود

خط دوم شواهد برای تعیین سن ماه از زیرکن‌های موجود در سنگ‌ها به دست می‌آید. زیرکن‌ها مواد معدنی سیلیکاتی هستند که هم در زمین و هم در ماه یافت می‌شوند و از قدیمی‌ترین اجرام موجود در منظومه شمسی به شمار می‌روند. درحالی که سنگ‌ها ممکن است ذوب شده و دوباره شکل بگیرند، زیرکن‌ها به اندازه‌ای مقاوم هستند که تنها در دماهای بسیار بالا ذوب می‌شوند.

فرانسیس نیمو می‌گوید: «زیرکن‌ها بسیار مقاوم هستند. از بین بردن یک زیرکن پس از شکل‌گیری‌اش کار دشواری است.» یکی از راه‌هایی که می‌تواند زیرکن‌ها را بازتنظیم کند، ذوب سطح ماه بر اثر فعالیت‌های شدید آتشفشانی است.

هر دو روش تعیین سن چالش‌های خاص خود را دارند. زیرکن‌ها دقت بالاتری دارند اما نیازمند اندازه‌گیری‌هایی فوق‌العاده دقیق‌اند؛ به همین دلیل دانشمندان تنها در حدود دو دهه اخیر قادر به بررسی آن‌ها شده‌اند. سنگ‌های ماه در مقابل، تفسیر دشوارتری دارند و سن‌های متفاوتی ارائه می‌دهند. بااین‌حال، ترکیب این دو روش نشان می‌دهد که سن ماه حدود ۴٫۳۵ میلیارد سال است.

دانشمندان همچنین از مدل‌های دینامیکی برای درک بهتر استفاده می‌کنند. مطالعات نشان می‌دهد که زمین پس از شکل‌گیری هسته فلزی‌اش، مقدار قابل‌توجهی از فلزات دوست‌دار آهن را جذب کرده است. این فلزات در گوشته زمین ته‌نشین شدند و چیزی در حدود نیم درصد از جرم زمین را پس از تشکیل هسته تشکیل می‌دهند و به عنوان «پوشش دیرینه» (Late Veneer) شناخته می‌شود. اما این فلزات زمانی جذب شدند که هنوز مواد بسیاری در منظومه شمسی اولیه به شکل آشفته و بی‌نظم در حال حرکت بودند و تا ۴٫۳۵ میلیارد سال پیش، آن مواد دیگر وجود نداشتند.

با توجه به نتایج جدیدی که در پایان سال گذشته در مجله نیچر منتشر شد، نیمو و همکارانش پیشنهاد می‌کنند که یک ماه ۴٫۵ میلیارد ساله می‌تواند با اندازه‌گیری‌های مربوط به سنگ‌های جوان‌تر ماه همخوانی داشته باشد. در دوره‌ای که ماه میان کشش گرانشی زمین و خورشید گرفتار شده بود، گرمای داخلی باعث شد تا سنگ‌ها و زیرکن‌های قمری دوباره ذوب و بازسازی شوند و در نتیجه سنی جوان‌تر نشان دهند که لزوماً نشان‌دهنده زمان تولد واقعی ماه نیست.

برای چند ده میلیون سال، فعالیت آتشفشانی سراسر ماه را در بر گرفته بود. اما این فعالیت‌ها الزاماً به صورت کوه‌های عظیم و فوران‌گر ظاهر نمی‌شدند. در زمین، مواد آتشفشانی سرشار از سیلیکات هستند که گدازه‌ها را غلیظ می‌کنند و موجب شکل‌گیری کوه‌های آتشفشانی بلند می‌شوند. اما در ماه، به نظر می‌رسد که گدازه‌ها رقیق‌تر بوده‌اند و به‌جای آن‌که روی هم انباشته شوند، از طریق پوسته به اطراف نشت کرده‌اند.

این نشت پیوسته احتمالاً مانع از شکل‌گیری یک اقیانوس ماگما در زیر سطح شده، زیرا مواد مذاب تازه تشکیل‌شده نمی‌توانست در گوشته باقی بماند. به محض ذوب‌شدن و سبک‌شدن، این مواد به‌سوی پوسته بالا می‌آمده‌اند. بخشی از آن‌ها احتمالاً از پوسته عبور می‌کرده‌اند، اما بخشی دیگر ممکن است فقط لایه‌های درونی پوسته را پر کرده و باعث ایجاد چین‌خوردگی‌ها و برآمدگی‌هایی به سمت بیرون شده باشند؛ مشابه چیزی که در زمین مشاهده می‌شود.

در آن زمان، زمین به ماه بسیار نزدیک‌تر از امروز بود و در آسمان ماه دو برابر بزرگ‌تر از اندازه کنونی‌اش دیده می‌شد. نیمو می‌گوید: «شما می‌توانستید جریان‌های گدازه درخشان را در همه جا ببینید و شاید چند فوران آتشفشانی عجیب نیز مشاهده کنید.» به گفته نیمو، این وضعیت مشابه قمر آیو، تنها چند ده میلیون سال دوام داشته است. او می‌افزاید: «این رویداد، دوره‌ای کوتاه اما بسیار پرانرژی بود.»