Может ли Луна быть осколком Земли? Ученые пересматривают теорию происхождения спутника Земли и земной воды

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Многие поколения, глядя на ночное небо, задавались вопросом: как возникла Луна? Эта небесная спутница, кажется, всегда была с нами, но ее происхождение оставалось одной из самых интригующих загадок космохимии. Долгое время господствовала теория, что Луна — дитя колоссального столкновения: в далеком прошлом протопланета Тейя врезалась в юную Землю, и из выброшенных обломков сформировался наш спутник. Однако, новое исследование, проведенное командой ученых из Гёттингенского университета и Института исследований Солнечной системы Макса Планка, заставляет нас взглянуть на эту историю по-новому.

Изотопный след: ключ к разгадке

Вместо того чтобы полагаться на привычные модели, исследователи решили обратиться к изотопам кислорода — своего рода «отпечаткам пальцев» элементов. Изотопы, по сути, — это версии одного и того же химического элемента, отличающиеся по весу ядра. Ученые проанализировали образцы лунных пород и земных минералов, проведя сотни измерений. Что же они обнаружили? Оказывается, изотоп кислорода-17 (17O) имеет поразительное сходство между Землей и Луной. Этот факт — не просто любопытное совпадение, а серьезный вызов для устоявшихся теорий. Космохимики даже назвали это явление «изотопным кризисом».

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Тейя: металлическое ядро или часть истории?

«Постойте-ка!» — скажете вы. Что же это значит для теории столкновения? И тут ученые выдвигают гипотезу, которая переворачивает все с ног на голову. Возможно, Тейя не была полноценной планетой с каменной мантией. Вероятно, она представляла собой металлический «снаряд», лишенный своей оболочки после череды предыдущих столкновений. Удар такой «пушечного ядра» о Землю привел к тому, что материал из мантии нашей планеты был выброшен в космос, а из него уже и сформировалась Луна. В этой картине, Тейя, скорее всего, стала частью земного ядра, а схожесть химического состава Луны и Земли становится вполне объяснимой.

«График типа Янга (26 здесь и далее см. ориг. исследование), отображающий разницу в доле X Тейи в Земле и Луне в зависимости от изотопного контраста в Δ'17O между Тейей и прото-Землей. Допустимая область, полученная в результате данного исследования (зеленая область, сплошные линии), допускает неоднородное смешивание материала Тейи в Луне и Земле только при очень малых различиях в Δ'17O между Тейей и прото-Землей. Для сравнения показаны предлагаемые значения XT☾ − XT⨁ из работ Чука и Стюарда (36) и из работы Канупа (39) (пунктирные горизонтальные линии). Каноническая модель предполагает, что XT☾ − XT⨁ ≈ 0,6 (35). Цитирование: M. Fischer, S.T.M. Peters, D. Herwartz, P. Hartogh, T. Di Rocco, A. Pack, Oxygen isotope identity of the Earth and Moon with implications for the formation of the Moon and source of volatiles, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.121 (52) e2321070121, https://doi.org/10.1073/pnas.2321070121 (2024).
Автор: M. Fischer et al. Источник: www.pnas.org
Вода на Земле: поздний гость или ранний житель?

Но это еще не все. Результаты исследования также проливают свет на загадку происхождения воды на Земле. По широко распространенному мнению, вода появилась на нашей планете в результате так называемого «позднего венца» — серии метеоритных ударов уже после формирования Луны. Считалось, что метеориты, несущие воду, принесли ее на Землю. Новое исследование, однако, ставит это под сомнение.

Если бы вода прибыла на Землю с метеоритами в процессе «позднего венца», то изотопный состав кислорода на Земле и Луне должен был бы отличаться. Но этого не наблюдается. А это наводит на мысль, что вода могла присутствовать на Земле с самого начала её формирования, а не добавилась позже. Ученые предполагают, что эту роль могли сыграть так называемые «энстатитовые хондриты». Эти метеориты схожи по изотопному составу с Землей и содержат достаточно воды, чтобы быть единственным источником воды на нашей планете.

График зависимости содержания FeO (мас.% в силикатной части) от доли ядра (мас.%) для различных тел в Солнечной системе (данные из ссылки 60). Данные для
График зависимости содержания FeO (мас.% в силикатной части) от доли ядра (мас.%) для различных тел в Солнечной системе (данные из ссылки 60). Данные для «Солнечной (восстановленной)» рассчитаны на основе состава хондрита CI1 (только O, Na, Mg, Al, Si, S, Ca, Ti, Fe, Co и Ni) (47), при этом учитывается только 50% содержания S, чтобы учесть умеренное обеднение Земли летучими элементами. Данные показывают, что у Земли ядро несколько больше, чем ожидалось. Одним из объяснений могло бы быть добавление преимущественно металлической Тейи во время удара, сформировавшего Луну. Цитирование: M. Fischer, S.T.M. Peters, D. Herwartz, P. Hartogh, T. Di Rocco, A. Pack, Oxygen isotope identity of the Earth and Moon with implications for the formation of the Moon and source of volatiles, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.121 (52) e2321070121, https://doi.org/10.1073/pnas.2321070121 (2024).
Автор: M. Fischer et al. Источник: www.pnas.org
Новая глава в истории Солнечной системы

Итак, что мы имеем? Новые данные заставляют переосмыслить давно устоявшиеся теории. Луна, возможно, не результат столкновения двух «полноценных» планет, а, скорее, осколок, вырванный из Земли. Вода, в свою очередь, могла быть на Земле с самого начала ее жизни, а не прилетела позже.

Разумеется, это исследование не ставит точку в истории изучения Луны и происхождения воды на Земле. Но оно открывает новую главу, полную интригующих вопросов и захватывающих гипотез. И, возможно, именно эти вопросы помогут нам лучше понять не только прошлое нашей планеты и ее спутника, но и наше собственное место во Вселенной.

4 комментария

Добавить комментарий

a
То есть гипотеза о столкновении Тейи с Землей и появлении осколка-Луны опровергает устоявшееся мнение о столкновении Тейи с Землей, в результате которого от Земли откололась Луна?
H
Нет, добавляет подбностей в существующую теорию и что Тея не была полноценной планетой и её вещества нет в составе Луны, Земля поглотила Тею и из земного вещества образовалась Луна
a
Даже в педивикии написано, что ядра слились, а из мантии Земли получилась Луна. В чем тут новшество-то?
344368529@vkontakte
Есть факты, а есть их интерпретации. Проблема современной науки в том, что факты подменяется интерпретациями и выдаются почти за истину. Все дружно решили, что была некая мистическая Тейя и вдруг ее присутствие оказывается весьма сомнительным. С громко заявленной и выданной практически за аксиому идеей Тейи расстаться страшно. Так появляется новая интерпретация — Тейя неполноценное тело. Вопрос: а был ли мальчик? Есть один факт — Земля и Луна произошли из одного вещества и, видимо, по последним данным, одновременно. Все остальное — интерпретации, по сути фантазии. Могут быть и другие варианты их происхождения, которые даже не рассматриваются.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как супервспышки на Солнце спасли молодую Землю от вечных льдов: новое объяснение теплого климата в архее

Около четырех миллиардов лет назад, в архейскую и катархейскую эры, Солнце излучало значительно меньше тепла, чем сегодня. Согласно моделям звездной эволюции, в ядре молодой звезды водород только...

Животные появились на 200 миллионов лет раньше: как они выжили на Земле-снежке

В науке о развитии жизни на Земле есть фундаментальное противоречие, которое десятилетиями разделяет геологов, палеонтологов и генетиков. Вопрос звучит просто: когда именно на нашей планете...

Почему динго не стали домашними собаками, хотя тысячи лет жили рядом с людьми

Если посмотреть на динго, трудно сразу понять, чем он отличается от обычной собаки. Рыжеватая шерсть, стоячие уши, вытянутая морда, пушистый хвост. Внешне он напоминает помесь нескольких знакомых...

Обзор программатора домофонных ключей RFID и iButton RW-1990 и TMC-02

Сделать дубликат домофонного ключа рано или поздно приходится многим владельцам квартир. Потеря, поломка или необходимость выдать ключ нескольким членам семьи — причины могут быть...

Побег от цивилизации с комфортом: что посмотреть на Азорских островах в осенний сезон

Рано или поздно каждый человек, оглядываясь, понимает: пора уходить от людей. В лес, в горы — неважно, главное, чтобы в радиусе километра надоедать могли только птички. Но в поисках...

Почему на записи с камеры 8 Мп не видно лица: ошибки при самостоятельной установке видеонаблюдения

Каких ошибок стоит избегать владельцам частных домов при выборе, подключении и настройке камер видеонаблюдения: практические советы специалиста с семилетним опытом установки камер и охранных систем