Астрономи поставили під сумнів походження Місяця

Опубликованно 20.03.2020 09:09

Земля виникла близько 4,5 мільярдів років тому, і попередні дослідження показали, що Місяць виникла незабаром після цього. Протягом останніх трьох десятиліть переважаючим поясненням походження Місяця було зіткнення двох протопланет. Одним з них була новонароджена Земля, а іншим була планета розміром з Марс, яку вчені охрестили Тея.

Ця гіпотеза гігантського удару", здавалося, пояснювала багато деталей про Землі і Місяці, такі як великий розмір Місяця в порівнянні з Землею і швидкості обертання двох тел. Тим не менш, за останні 20 років з'явилися дані, які заперечують цю гіпотезу і пропонують безліч альтернатив.

Комп'ютерні моделі сценарію гігантського удару часто кажуть, що від 70 до 90% Місяця має бути зроблена з матеріалу Теи. Проблема в тому, що більшість тіл у Сонячній системі мають унікальні хімічні склади, і тому Земля, Тея і, отже, Місяць - теж повинні відрізнятися. Тим не менш, зразки гірських порід, які місії "Аполлон" повернули з Місяця, показують, що склад природного супутника надзвичайно схожий на склад Землі, набагато більш схожий, ніж такі моделі можуть передбачити ізотопи (Ізотопи елемента мають різні кількості нейтронів у своїх атомних ядрах).

Це надзвичайна схожість в изотопах таких елементів, як кисень, поставило під питання сценарій гігантського впливу. Одна можливість полягає в тому, що прото-Земля і Тея були майже ідентичні, але коли справа дійшла до ізотопів кисню, це здається малоймовірним. Інший сценарій показує, що кисневі ізотопи прото-Землі і Тейи повинні були повністю змішатися після зіткнення. Причому удар повинен бути настільки сильним, що він испарил б більшу частину ранньої Землі. Але цей і інші сценарії можуть зажадати неймовірних умов впливу, вважають вчені.

У новому дослідженні вчені провели нові високоточні вимірювання рівнів ізотопів кисню в ряді місячних зразків. Дослідники розширили попередню роботу, зосередившись на широкому розмаїтті типів місячних каменів.

Вчені виявили, що існують незначні, але регулярні відмінності в изотопном складі кисню в залежності від типу місячної породи. Це передбачає, що попередня робота, яка усредняла дані ізотопів Місяця при ігноруванні відмінностей у типах гірських порід, не могла дати точну картину відмінностей між Землею і Місяцем.

"В рамках цього проекту очікувалося, що наші результати, швидше за все, будуть відображати результати попередніх досліджень", - сказав провідний автор дослідження Ерік Кано, геохімік по стабільних ізотопів в Університеті Нью-Мексико. "Найдивовижнішою частиною наших результатів було знаходження кількості змін, які ми робили між окремими місячними зразками".

Щоб пояснити ці результати, дослідники припустили, що гігантське зіткнення між прото-Землею і Тейей дійсно призвело до змішання між тілами. Тим не менш, Місяць і Земля мають різні склади, хоча і дуже схожі.

Пізніше, в перші 1000 років після удару, випари порода з диска уламків, залишена в результаті удару, ймовірно, призвела до "лавини дощу на Місяць протягом сотень років". Складні фізичні та хімічні взаємодії між цим лавовым дощем і океаном магми, який покривав новонароджену місяць, могли потім призвести до зміни ізотопного кисню в самих верхніх місячних породах, який би був більше схожий на земні. Навпаки, зразки, отримані з глибокої місячної мантії, мали різний ізотопний склад кисню з випробуваних місячних порід в порівнянні з Землею.

За словами Кано, найбільш важливим наслідком цих висновків є те, що в моделях з гігантським впливом більше не потрібно враховувати практично нерозрізнені ізотопні склади кисню між Землею і Місяцем.

Дослідники виявили, що чим глибше походження зразка породи, тим важчі ізотопи кисню в порівнянні з земними.

Це розходження можна було б пояснити, якщо б під час удару тільки зовнішня поверхня Місяця була подрібнена і перемішана, що призвело до схожості з Землею. Але глибоко всередині Місяця частина Теи залишається відносно незайманою, а її ізотопи кисню залишалися ближче до свого первісного стану.

У дослідженні стверджується, що це досить точне свідчення того, що Тея могла сформуватися далі в Сонячній системі і присунулася до Землі перед великим зіткненням, створив Місяць.

"Очевидно, що виразно помітний ізотопний склад кисню у Теи не був повністю втрачений в результаті гомогенізації під час гігантського зіткнення", - уклали дослідники.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що астрономи пояснили відсутність у Місяця власного супутника.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.

Категория: Обо всем