Каменный призрак рядом с Землёй: исследование намекает на мир, исчезнувший после рождения Луны

Происхождение Луны связали со столкновением Земли с протопланетой Тейей

Мы привыкли считать Луну естественным спутником Земли, но её происхождение до сих пор остаётся одной из самых интригующих тайн планетологии. Новые данные, полученные благодаря анализу лунных и земных пород, добавляют к этой истории неожиданный штрих. Исследователи предполагают, что когда-то рядом с нашей планетой существовал каменистый мир, чья судьба оказалась тесно связана с рождением Луны. Об этом пишет Live Science.

Мир по соседству, которого больше нет

Учёные давно обсуждают версию о том, что Луна возникла после колоссального столкновения молодой Земли с другой протопланетой. Но новое исследование предлагает переосмыслить роль этого участника древней катастрофы, обращая внимание на то, что Тейя, вероятный "виновник" удара, могла формироваться в той же области внутренней Солнечной системы, что и наша планета. Такое предположение меняет взгляд на раннее устройство космического окружения Земли. Оно не только визуализирует более насыщенную событиями картину прошлого, но и помогает уточнить процессы, благодаря которым появились каменистые тела — от Меркурия до Марса.

"Тея и протоЗемля происходят из схожего региона внутренней Солнечной системы", — рассказал Live Science Тимо Хопп, геолог из Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы.

Исследование, представленное в Science, подчёркивает, что речь идёт не о революции в понимании механики формирования планет, а о подтверждении классических представлений, подкреплённых более точными данными. Учёные ещё раз обращают внимание: внутренний пояс Солнечной системы в первые сотни миллионов лет был бурным и многолюдным. В этой динамичной среде сталкивались, росли и исчезали десятки объектов, формируя основу будущих планет.

"Наши результаты не предсказывают нового поворота механизма", — сказал Хопп. Он отметил, что данные "очень хорошо согласуются с тем, что мы ожидаем от классической теории формирования земных планет".

Столкновения как норма ранней Солнечной системы

Согласно модели, которая на протяжении последних десятилетий считается ключевой, примерно 4,5 миллиарда лет назад объект размером с Марс столкнулся с Землёй, вызвав разрушение огромных участков мантии. Материал взмыл в космос и сформировал диск раскалённых обломков, из которых постепенно собралась Луна. Этот сценарий называют гипотезой гигантского удара, и он остаётся наиболее устойчивым с научной точки зрения.

Хопп и его команда изучили, почему химический состав Земли и Луны настолько близок, что практически неотличим. Такое сходство усложняет понимание того, где именно сформировалась Тейя. Учёные определяли тончайшие различия в изотопах железа, молибдена и циркония — элементов, которые могли бы указывать на место рождения планеты-участника столкновения.

"Тейя была одной из 10-100 планетарных эмбрионов, из которых образовались наши планеты", — сказал Хопп.

Однако именно идентичность состава Земли и Луны показывает, насколько глубоко произошло смешение вещества после удара. Изотопные соотношения в земной мантии позволяют заключить, что часть химических компонентов прибыла уже после формирования ядра, а значит — вместе с Тейей во время катастрофы.

Путешествие к следам исчезнувшей планеты

Для уточнения происхождения материала, доставленного Тейей, исследователи изучили образцы из миссий Apollo 12 и Apollo 17, породы вулкана Килауэа на Гавайях, а также ряд метеоритов, найденных в Антарктиде. Применение современных методов анализа изотопов железа позволило точнее определить, где находился образующий материал относительно Солнца. Результаты сопоставили с составами метеоритов различных классов, чтобы выявить "строительные элементы", из которых могла складываться Тейя.

В десятках смоделированных сценариев только один вариант соответствовал химическим особенностям и Земли, и Луны: Тейя должна была образоваться во внутренней зоне Солнечной системы. Это делает её ближним соседом Земли — каменистым объектом с металлическим ядром, составлявшим около 5-10% массы нашей планеты.

Модели также указывают на существование "неотобранного резервуара" вещества, который не представлен среди известных метеоритов. Этот материал мог сформироваться крайне близко к Солнцу и быть захвачен будущими каменистыми планетами.

"Возможно, это просто смещение выборки", — признал Хопп. Он добавил, что образцы с Венеры или Меркурия однажды могут подтвердить или опровергнуть текущие выводы.

Несмотря на новые результаты, вопрос о том, как именно произошло почти полное объединение химических свойств Земли и Тейи, остаётся открытым. Учёные надеются, что дальнейшие исследования помогут восстановить последнюю отсутствующую страницу в истории рождения Луны.

Сравнение: гипотеза гигантского удара и альтернативные сценарии

На протяжении десятилетий учёные обсуждают несколько моделей происхождения Луны. Разница между ними основана на том, как именно объясняется перенос и смешение материала.

Гипотеза гигантского удара предполагает столкновение с объектом размером с Марс, что объясняет большой момент импульса системы Земля-Луна.
Модель коаккреции предполагает, что Земля и Луна формировались из одного облака пыли и газа, но плохо объясняет различия в их плотности.
Гипотеза захвата предполагает, что Луна была самостоятельным телом, которое Земля захватила гравитацией, однако химический состав Луны противоречит этому.

Анализ изотопов железа и молибдена делает гипотезу гигантского удара наиболее убедительной, поскольку только она объясняет наблюдаемое сходство состава земных и лунных пород.

Советы по изучению происхождения Луны

Чтобы лучше разобраться в теме, исследователям и интересующимся стоит придерживаться нескольких ориентиров. Такие подходы помогают видеть полную картину и избегать типичных упрощений.

Изучайте данные миссий Apollo, так как они остаются основным источником лунного материала.
Сравнивайте результаты разных изотопных методов: железо, цирконий, молибден дают разную глубину анализа.
Учитывайте динамику ранней Солнечной системы — она ключ к пониманию столкновений и формирования планет.
Следите за публикациями Science и Nature, где чаще всего появляются новые исследования.
Помните, что модели развития планет постоянно уточняются по мере появления новых методов анализа.