Наука и технологии

Как появилась Луна? Новое исследование

Прото-Земля находится в центре; красные точки – материал из океана магмы на прото-Земле; синие точки – материал ударной планеты. Изображение: Hosono, Karato, Makino и Saitoh.

В течение десятилетий физики пытались разгадать тайну образования Луны. Хотя было предложено несколько правдоподобных моделей, ни одна из них не выглядела особенно удовлетворительной — до сегодняшнего дня. В новом исследовании ученые утверждают, что единственный естественный спутник нашей планеты сформировался после столкновения с планетой размером с Марс, которая выбросила жидкую магму с поверхности прото-Земли в космос. Эта магма вместе с небольшой долей ударного объекта затвердевала, образуя луну такую, какую мы знаем ее сегодня.

Магма может быть ключом к формированию Луны

Большинство современных моделей формирования Луны могут, по крайней мере, прийти к единому мнению: Земля сформировалась вместе с Луной примерно спустя 4,5 миллиарда лет после того, как две протопланеты столкнулись друг с другом. «Гипотеза гигантского столкновения» объясняет многие особенности, которые мы видим сегодня на Земле и Луне, такие как их относительные размеры и скорости вращения. Но у нее есть большой недостаток, который порочит всю модель — химический состав Луны.

Мы знаем, что большинство тел в Солнечной системе имеют уникальный химический состав, и Луна не является исключением. Тем не менее, лунные камни, привезенные домой во время миссий Аполлона, показывают, что их изотопный отпечаток практически идентичен тому, который имеют земные минералы.

Чтобы объяснить это серьезное несоответствие, исследователи разработали всевозможные альтернативные модели. Одна из наиболее экстравагантных моделей, предложенных физиками из Калифорнийского университета, университета Дэвиса и Гарварда, утверждает, что столкновение протопланет превратило прото-Землю в гигантский пончик сделанный из испаренного камня, называемого «синестия». Согласно этой теории, куски расплавленной породы, которые были выброшены на орбиту после удара, сформировали семя для Луны. Синестии существуют не более пары сотен лет, потому что они не могут выдержать свое тепло, они быстро сжимаются и, в конце концов, обретают форму раскаленной шарообразной планеты. И в то время как земная синестия постепенно сокращалась, испаренная силикатная порода пролилась дождем на Луну, что объясняет, как Луна унаследовала свой состав от Земли. Другая модель предполагает, что планета, которая столкнулась с прото-Землей, быстро вращалась. Обе модели правдоподобны, но маловероятны. Они используют слишком много «если».

Для сравнения, новая модель, предложенная учеными из the Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology in Yokohama and Yale University, звучит ближе к реальности.

Исследователи утверждают, что вскоре после образования Земли она была покрыта морем горячей магмы, а ударный объект, вероятно, состоял из твердого материала. Команда выполнила компьютерное моделирование, показав, что удар мог бы нагреть магму намного сильнее, чем твердые частицы ударного объекта. Согласно этой модели, магма расширяется в объеме и вылетает на орбиту, образуя Луну, этим исследователи объяснили, почему в составе спутника содержится столько земного материала. Даже скользящего удара было бы достаточно, чтобы выбить более 70% образующих Луну обломков из океана магмы.

«В нашей модели около 80% Луны состоит из прото-земных материалов», — сказал соавтор Shun-ichiro Karato, a Yale geophysicist. «В большинстве предыдущих моделей около 80% Луны состояло из ударного объекта. Это большая разница».

Эта новая модель подтверждает предыдущие теории о том, как образовалась Луна, без необходимости предлагать нетрадиционные условия столкновения.

Похожие новости:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *