6.5K
Вода, возможно, была одним из важнейших компонентов космического тела, из которого 4,5 миллиарда лет назад сформировались Земля и Луна.
Результаты исследования, представленного в Nature Geoscience, могут урегулировать давний спор о том, содержали ли наша планета и Луна воду с самого рождения, или же она была занесена позже кометами и астероидами.
«Мы показали, что вода уже присутствовала во время формирования Луны, а так как это произошло вскоре после образования нашей планеты, вода появилась задолго до занесения ее кометами и астероидами. Кроме того, Луна в своей начальной «горячей» стадии содержала много воды, по крайней мере столько же, а вероятнее всего, даже больше, чем мы имеем сегодня на Земле», – сказал Ван Вестренен из Амстердамского свободного университета (Нидерланды).
Ученые находили воду в лунных образцах и раньше, но только в молодых породах с поверхности, которые не позволяют точно определить, была ли она там с самого начала.
Для изучения роли воды на начальном этапе формирования Луны, Ван Вестренен и его коллеги создали лабораторные смеси весом всего около 10 миллиграмм, но содержащие все основные ингредиенты, из которых возник наш спутник.
«Основными составляющими стали кремний и кислород с небольшими вкраплениями кальция, магния, железа, титана и алюминия. Состав был определен на основе сейсмических данных, собранных на поверхности Луны приборами, которые установили астронавты миссий Аполлон», – пояснил Ван Вестренен.
Затем ученые смоделировали геологическое развитие Луны, подвергнув смесь воздействию температур и давлений, соответствующих истории формирования спутника. Эксперимент был проведен как с водой, так и без нее, чтобы увидеть, как это повлияет на количество и тип образовавшихся пород.
Ключевой ингредиент
Ученые обнаружили, что, только когда вода была включена в смесь (на уровне всего 0,5 — 1% от общей массы), количество и тип образовавшихся пород соответствовали тем, что были обнаружены или измерены на Луне.
Самым главным является то, что смесь на водной основе производит слой плагиоклаза, доминирующего составляющего земной коры. И если его экстраполировать на Луну, то он будет иметь толщину от 34 до 43 километров, что соответствует средней толщине лунной коры, установленной в 2013 году космическими аппаратами миссии «GRAIL».
После высыхания смеси слой плагиоклаза увеличился в два раза, до 68 километров. Это говорит о том, что существующий геологический «макияж» Луны мог развиться, только если вода на ней присутствовала с самого начала.
Новое исследование добавляет весомые аргументы к теории о наличии воды на Земле и Луне с самого рождения. Плюс к этому, измерения, полученные в 2014 году от космического аппарата «Rosetta», показали, что изотопный состав воды на комете не соответствует земному. Это еще один признак того, что Луна изначально была богата водой. Исследователи отмечают, что новые данные имеют важные последствия как для моделей происхождения спутника, так и для наличия на нем резервуаров с водой и по сей день.