Луна доказала: вода на Земле имеет иное происхождение

Происхождение земной воды оказалось менее очевидным, чем считалось десятилетиями. Анализ лунного грунта, доставленного миссиями "Аполлон", показал, что древняя метеоритная бомбардировка сыграла куда меньшую роль в наполнении океанов. Эти данные заставляют ученых пересмотреть одну из ключевых гипотез о ранней истории Земли. Об этом сообщает журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.

Луна как архив древних столкновений

На протяжении долгого времени предполагалось, что значительная часть воды на Земле была доставлена метеоритами и астероидами в первые сотни миллионов лет существования Солнечной системы.

Проверить эту идею напрямую сложно: геологическая активность Земли, эрозия и тектоника практически стерли следы тех событий. Зато Луна, лишенная атмосферы и активной тектоники, сохранила свидетельства древних ударов в своем поверхностном слое — реголите.

Именно поэтому планетологи из Космического центра имени Линдона Джонсона NASA и Лунно-планетного института обратились к образцам лунного грунта, собранным астронавтами программы "Аполлон". Эти материалы считаются уникальной летописью истории системы Земля — Луна и дополняют данные о том, как в ранней Солнечной системе эволюционировали орбиты между Землёй и Луной.

Новый изотопный подход

Ранее изучение реголита основывалось в основном на анализе металлических элементов. Однако при многократных ударах метеоритов такие элементы перемешиваются, что затрудняет определение их происхождения. В новом исследовании ученые применили метод анализа тройных изотопов кислорода.

Изотопы кислорода служат своего рода химическими "отпечатками пальцев". В отличие от металлов, их соотношения не меняются даже при высокоэнергетических столкновениях. Это позволяет с высокой точностью определить, какие типы метеоритов вносили вклад в состав лунного реголита, а значит — и в материалы, попадавшие на Землю в тот же период.

Сколько воды могли принести метеориты

Результаты показали, что как минимум около 1% массы лунного реголита составляют вещества углеродсодержащих метеоритов. Эти тела частично испарялись при ударах, но их химический след сохранялся. Используя известные характеристики таких метеоритов, исследователи рассчитали потенциальное количество воды, которое они могли содержать.

Даже при самых благоприятных оценках оказалось, что метеоритная бомбардировка около четырех миллиардов лет назад могла обеспечить лишь небольшую долю земной воды. Это заметно снижает предполагаемую роль подобных тел по сравнению с альтернативными источниками, включая вклад комет в планетных системах.

Пересмотр привычной картины

Полученные данные означают, что роль метеоритов в формировании гидросферы Земли была ограниченной. Это усиливает позиции альтернативных сценариев, согласно которым значительная часть воды могла присутствовать в составе планеты с самого начала или поступать из других источников, например, из протопланетного вещества.

Лунный реголит вновь подтвердил свою ценность как ключ к пониманию ранней истории Земли. Исследование показывает, что ответы на фундаментальные вопросы о происхождении воды и условий для жизни могут скрываться не на нашей планете, а на ее ближайшем космическом соседе.