Столкновение Земли с другой небольшой планетой в представлении нейросети.
- Источник:
Midjourney
Наш спутник слишком похож на свою планету, чтобы теория гигантского столкновения была правдой — пришли к выводу исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich). Новое исследование показало, что Луна практически идентична нашей планете по изотопному составу. Но такого не может быть, если она образовалась в результате столкновения Земли с каким-то огромным небесным телом. Был ли этот третий участник, и как все-таки наш спутник сюда попал? Эксперты описали самые вероятные сценарии в , которое будет опубликовано в .
Что не так с теорией гигантского столкновения
Теория гигантского столкновения считается основной версией формирования Луны: она предполагает, что некое небесное тело примерно с Марс размером врезалось в раннюю Землю на заре существования Солнечной системы, около 4,5 миллиарда лет назад. В те времена гораздо больше камней хаотично металось вокруг и врезалось во все на своем пути — об этом говорит обилие огромных кратеров на соседних планетах и спутниках. Что-то очень большое вполне могло столкнуться и с нашей планетой, выбросив в окружающее пространство облако пыли и обломков. Считается, что в итоге из них и образовалась Луна. Эта гипотеза до сих пор позволяла объяснить такие факты, как наличие идентичных минералов на Земле и Луне.
Однако теперь планетолог Паоло Сосси с коллегами обнаружил, что Земля и Луна «слишком похожи» для этой теории. И при этом показал, что никаких убедительных доказательств гигантского столкновения у нас до сих пор нет.
Группа экспериментальной планетологии ETH Zurich рассмотрела все имеющиеся на сегодня геофизические и геохимические доказательства и обнаружила одно серьезное препятствие. Соотношение изотопов (видов атомов одного и то же элемента) в земных и лунных породах оказалось идентичными.
«Породы из мантии Земли и Луны неотличимы на основе каждого изотопного соотношения. Первоначально полное совпадение было обнаружено только для изотопов кислорода, но совсем недавно (с начала 2010-х) выяснилось, что это относится также к хрому и титану — элементам скалистой части», — объяснил планетолог .
«Затем это оказалось верно и для множества других элементов, например, железа, кальция, молибдена и так далее, то есть вероятность случайности астрономически мала».
Но астрофизикам известно, что изотопы этих элементов для разных планет Солнечной системы очень сильно отличаются. Поэтому, если был какой-то «ударный объект», который врезался в Землю, он оставил бы свои следы, небольшие различия в изотопных соотношениях Земли и Луны. Они были бы похожи, но не идентичны.
«Однако никаких подобных различий между Землей и Луной обнаружено не было. Поэтому мы утверждаем, что в случае столкновения два тела должны были быть идеально перемешаны… Или Луна должна была сформироваться иным образом».
Результаты исследования не означают, что гигантского столкновения не было. Но они исключают некоторые модели этой теории, которые несовместимы с реальными данными.
Другая версия появления Луны
Если доказательства не подтверждают общепринятую гипотезу, то как тогда могла образоваться Луна? Паоло Сосси считает, что все гораздо проще: Земля и ее спутник изначально формировались из одного и того же материала. В этом случае вообще нет никакой необходимости в столкновении и гипотетическом третьем участнике. В пользу этой гипотезы говорит и недавнее открытие, что Земля и Луна примерно одного возраста, то есть два небесных тела формировалось в одно время рядом друг с другом — из общего облака материала.
Одна из моделей теории столкновения также предполагает, что ударный объект все-таки был, но он не выбросил из Земли «кусок» материала. А всю ее превратил в пыль — и уже из этой смеси материалов появились два тела, Луна и новая Земля.
Зачем изучают происхождение Луны
Единственное, что мы можем утверждать наверняка, это то, что система Земля — Луна уникальна, по крайней мере, для ближайшего пространства вокруг Солнца. И вот почему.
Наш спутник — довольно крупное сферическое тело с дифференцированным строением и ядром, как и у Земли. Будь Луна «самостоятельной», она могла бы претендовать на звание планеты, как минимум потому, что ее размеры лишь немного (в 1,4 раза) уступают Меркурию. Кроме того, без Луны Земля была бы совсем другой, возможно, необитаемой. Как считают ученые, Луна сыграла важную роль в развитии жизни, она стабилизирует вращение планеты, влияет на уровень и циркуляцию воды в наших океанах. Поэтому исследователи так стремятся узнать, как она вообще здесь появилась. Ответ на этот вопрос может многое рассказать также об истории Земли и помочь оценить вероятность появления других подобных систем, а значит, и жизни во Вселенной.
