6.5K
Новое исследование, опубликованное в Nature, показало, что состав Луны преимущественно определен набором элементов мантии древней Земли, которая отделилась от нашей планеты после столкновения с Тейей, прародительницей спутника, в результате чего планета была почти «практически испарена».
«Наша работа стала первым намеком на то, что столкновение прото-Земли и Тейи по большей части испарило планету. Замеры изотопов обладают максимальной точностью, и им не удалось показать, что доли элементов в материи Земли и Луны различаются», – сообщил Кун Ван из Гарвардского университета (США).
Считается, что столкновение молодой Земли с Тейей образовало выброс материи обоих тел в пространство, и именно из нее образовалась Луна. При этом спутник должен был собрать также материю Тейи, следовательно, отличаться от Земли, как и другие планеты внутренней Солнечной системы. В противоположность этому состав Луны и Земли схож вплоть до долей изотопов тяжелых металлов.
Определены два основных сценария этого столкновения. В первом Тейя пробила верхние слои Земли, выбив значительную массу материи в космос. Второй сценарий говорит, что столкновение прошло по касательной. В этом случае Луна преимущественно должна состоять из остатков Тейи. В пользу второго варианта также указывало малое содержание железа в лунных породах, и то, что спутник постепенно удаляется от планеты (в отличие от марсианского Фобоса).
Но именно эта теория в начале 2016 года получила серьезный удар. Химики определили, что образцы грунта, привезенные с Луны в ходе миссий «Apollo», соответствуют земным в части долей изотопов, что исключает формирование Луны из останков Тейи.
Ван с коллегами определил еще один аргумент против этой теории, сравнив изотопы калия в лунных и земных породах. Сопоставляемые образцы содержали равные доли двух изотопов этого элемента: калий-39 и калий-41. Изменить это соотношение практически невозможно, поскольку оно возникло в ранний период формирования Солнечной системы. Таким образом, если Луна возникла из обломков Тейи и мантии Земли, то доли изотопов калия будут равными.
Тем не менее, Кун Ван и Стайн Якобсен определили, что калия-41 в них на 0,04% больше, чем в земных образцах. Подобное различие может быть обусловлено тем, что Луна родилась в результате испарения большого количества земной мантии в космос, в результате расплавления после столкновения с Тейей.
Пока земные породы остывали и превращались в спутник, относительно легкий калий-39 более активно испарялся в космос, чем более тяжелый изотоп калий-41, в результате чего возникло расхождение в долях изотопов.