Челябинский метеорит мог быть причастен к столкновению, образовавшему нашу Луну

Метеорит, взорвавшийся в небе над Челябинском в 2013 году, также мог быть причастен к столкновению Земли с гигантским космическим телом, сформировавшему Луну.

Это открытие стало возможным благодаря новому способу датирования столкновений между камнями в космосе, основанному на микроскопическом анализе минералов в метеоритах. Хотя необходимы дальнейшие исследования, этот метод может дать нам новый инструмент для понимания ранней истории Солнечной системы и того, как она эволюционировала в свою нынешнюю форму.

«Возраст метеорита часто вызывает споры», — сказал геолог Крейг Уолтон из Кембриджского университета в Великобритании.

«Наша работа показывает, что нам нужно опираться на несколько доказательств, чтобы быть более уверенными в истории столкновений — почти как при расследовании древнего места преступления».

Астероиды и метеориты часто изучают как временные капсулы формирования Солнечной системы около 4,5 миллиардов лет назад. Это потому что, когда Солнечная система формировалась из диска пыли и газа, вращающегося вокруг новорожденного Солнца, планеты формировались в результате повторяющихся столкновений более мелких камней.

Здесь, на Земле, как и на других планетах, эту историю чрезвычайно трудно проследить, поскольку ее переписали геологические и погодные процессы. Даже большие поверхностные воздействия могут быть скрыты.

Астероиды, с другой стороны, инертны и могут плавать в космическом пространстве, оставаясь более или менее неизменными, пока их не втянет в гравитационный колодец Земли и они не упадут на планету в виде метеорита.

У нас есть некоторые средства датирования древних столкновений минералов, обнаруженных в метеоритах. Одним из них является уран-свинцовое датирование кристаллов циркона. При формировании циркон включает в себя уран, но сильно отторгает свинец. Следовательно, любой свинец, обнаруженный в цирконе, должен быть продуктом радиоактивного распада урана. Мы знаем, сколько времени требуется урану для распада, поэтому мы можем сделать вывод о возрасте циркона по компоненту свинца.

Кроме того, воздействие может даже частично или полностью «сбросить» радиоизотопный возраст минералов. Имея в руках этот инструмент, ученые ранее обнаружили, что Челябинский метеорит претерпел два столкновения: одно около 4,5 миллиардов лет назад, а другое около 50 миллионов лет назад.

Уолтон и его коллеги хотели подтвердить эти даты, изучая, как фосфатные минералы в метеорите разрушались в результате последовательных столкновений.

«Фосфаты в большинстве примитивных метеоритов являются фантастическими объектами для датирования ударных событий, которые испытали метеориты на своих родительских телах», — сказал геофизик Сен Ху из Китайской академии.

Взяв за основу новое уран-свинцовое датирование, исследователи изучили микроскопические детали разрушения фосфатных минералов и влияние ударного нагрева на кристаллическую структуру.

Они обнаружили, что более раннее столкновение, произошедшее 4,5 миллиарда лет назад, раздробило фосфатные минералы на мелкие кусочки и подвергло их воздействию высоких температур. Более позднее воздействие казалось меньшим, с более низким давлением и температурой. Результаты команды показывают, что это столкновение произошло менее 50 миллионов лет назад.

Выводы о более раннем столкновении подтверждают предыдущие доказательства того, что между 4,48 и 4,44 миллиарда лет назад в космосе произошло много высокоэнергетического разрушения космических тел. Эти временные рамки важны, потому что они могут совпадать с двумя отдельными крупными периодами формирования в истории Солнечной системы: миграцией планет-гигантов или древним столкновением, которое откололо кусок молодой Земли и образовало Луну.

В сценарии формирования Луны считается, что тело размером с Марс врезалось в Землю около 4,5 миллиардов лет назад (плюс-минус), выбросив в космос кучу материала, который объединился, сформировав Луну.

Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.