Луна вышла из Земли

Наука получила самое лучшее на сегодняшний день объяснение того, когда и как появилась Луна - благодаря группе немецких геохимиков, сопоставивших соотношение следовых элементов в породе на Земле, Луне, Марсе и в метеоритах. Большинство астрономов придерживаются так называемой кратерной...

Наука получила самое лучшее на сегодняшний день объяснение того, когда и как появилась Луна - благодаря группе немецких геохимиков, сопоставивших соотношение следовых элементов в породе на Земле, Луне, Марсе и в метеоритах. Большинство астрономов придерживаются так называемой кратерной теории возникновения Луны: миллиарды лет назад нечто размером с Марс врезалось в Землю, выбросив в космос тучу каменных осколков, некоторые из которых, слившись друг с другом, и образовали Луну. Остальные осколки осыпались обратно на Землю. Но до последнего времени ученые спорили о том, какое количество вещества, составляющего Луну, попало на нее с Земли, а какое – от столкнувшегося с Землей тела. Диапазон оценок очень широк – от 11% до 90%.

Работа по сравнению породы, проделанная Карстеном Мюнкером и его коллегами из университета Мюнстера, установила верхний предел количества в Луне вещества столкнувшегося с Землей небесного тела – не более 65%. Их работа позволила также и точнее оценить возраст Луны – не менее 4,53 миллиарда лет.

К таким выводам ученые пришли после анализа соотношения в лунной породе ниобия и тантала. Эти вещества – почти близнецы-братья в магматических системах вроде земного ядра, где они практически неотделимы друг от друга. Ученые предполагали, что соотношение этих веществ на Земле и Луне должно быть примерно одним и тем же. Недавние исследования показали, что при высоком давлении ниобий как бы "притягивается" к железу. Тантал таким свойством не обладает. Если ядро земли отделить от каменной мантии планеты, высокое давление земной гравитации вызовет разделение металлов – ниобий уйдет в ядро. Анализ образцов породы дал ученым основания считать, что единственный случай, когда давление было достаточно высоким, чтобы вызвать разделение элементов, мог быть при образовании Земли. Другие небесные тела слишком малы, чтобы создать столь сильное гравитационное давление.

Поскольку это возможно только на Земле, Мюнкер решил, что по этим элементам будет легко определить количество земного материала в Луне. Исследуя образцы лунной и земной породы, германская исследовательская группа пришла к выводу, что соотношение ниобия к танталу в силикатной мантии Луны составляет примерно 17:1, а в земной силикатной мантии оно чуть меньше 14:1. Исследователи предполагают, что часть земного ниобия находится в его железном ядре, а потому в мантии его меньше. Для Марса и метеоритов характерна иная цифра – около 20:1. Исследователи предполагают, что в столкнувшемся с землей теле соотношение металлов было примерно равно марсианскому.

Ученые считают, что разница в соотношении элементов на Земле и Луне может быть результатом смешивания вещества земной мантии со столкнувшимся с ней телом. Основываясь на соотношении ниобия к танталу в этих двух телах, исследователи смогли оценить пропорцию вещества второго тела в Луне. По их расчетам, его доля составляет 50+15% (то есть верхний предел равен 65%). Эта цифра позволила ученым точнее узнать время образования Луны. По всей видимости, это произошло уже после того, как разделились земная мантия и ядро, т.е. когда уже установилось современное соотношение ниобия и тантала. По результатам радиоизотопного датирования образцов лунной породы, ядро и мантия Луны разделились 4,530 миллиардов лет назад. Это время может считаться минимальным возрастом Луны.