RW Space

Формирование Луны, возможно, произошло вслед за рождением Земли сложнее, чем мы думали.

Согласно новому анализу исследователей из США, Франции и Германии, постоянный спутник Земли, возможно, образовался уже 4,53 миллиарда лет назад – на сотни миллионов лет раньше, чем предполагалось ранее.

Это график, который, возможно, даже решает другие загадки Луны, например, почему на Луне меньше огромных ударных бассейнов, чем мы ожидаем, и почему на ней меньше металла по сравнению с Землей. Это могло бы даже помочь нам лучше понять историю и эволюцию нашей планеты, говорит группа под руководством геолога Фрэнсиса Ниммо из Калифорнийского университета в Санта-Крус.

В настоящее время ведущая теория формирования Луны основана на хаосе ранней Солнечной системы. Солнце образовалось около 4,6 миллиарда лет назад; в то время он был окружен диском газа и пыли, оставшимся от его собственного образования, сливающимся в камни, которые слипались, ударялись друг о друга и обычно создавали атмосферу хаоса.

Ученые полагают, что Луна образовалась, когда большой объект размером примерно с Марс столкнулся с молодой Землей, которая все еще была теплой и липкой после своего собственного образования. . Огромное количество массы Земли могло быть выброшено на орбиту, где она соединилась и образовала Луну.

Считается, что после своего формирования на Луне находился глобальный океан магмы, который быстро остыл и затвердел на лунной поверхности. Bна основе образцов лунной породы, которые, как предполагалось, образовались в этом магматическом океане, по оценкам, столкновение произошло 4,35 миллиарда лет.

Но совсем недавно из крошечных зерен лунного циркона сложилась другая картина.

Кристаллы циркона — отличный способ определить возраст образца из-за особенностей их формирования. Кристаллы циркона при формировании включают в себя уран, но сильно отвергают свинец. Со временем радиоактивный уран в цирконе распадается на свинец с очень хорошо изученной скоростью.

Ученые могут посмотрите на соотношение урана и свинца в кристалле циркона и определите, как давно образовался циркон, с высокой степенью точности.

Что интересно, так это то, что возраст кристаллов циркона с Луны значительно превышает 4,35 миллиарда лет. Один появился через 4,46 миллиарда лет; другой — 4,51 миллиарда лет. Они несовместимы с глобальным океаном магмы, который препятствовал бы образованию и выживанию кристаллов циркона.

Каким-то образом , такие цирконы существуют. В то же время существует большое количество лунных пород, возраст которых составляет 4,35 миллиарда лет. Чтобы разрешить это очевидное несоответствие, Ниммо и его коллеги провели анализ и моделирование, чтобы показать, что оба варианта могут быть правдой – если Луна образовалась раньше, а затем подверглась масштабному переплавлению коры 4,35 миллиарда лет назад.

Когда два тела вращаются вокруг друг друга, траектория орбиты обычно не представляет собой красивый аккуратный круг, а вместо этого очерчивает эллипс, свойство, известное как эксцентриситет. Изменение близости двух тел друг к другу также приводит к изменению гравитационного притяжения, ощущаемого каждым объектом по мере их приближения и удаления от другого. Это постоянно меняющееся притяжение оказывает приливную силу на каждый объект, растягивая, сжимая и нагревая его за счет постоянного трения.

Когда Луна только формировалась, до того, как она перешла на более круглую орбиту, Луна Орбита могла быть достаточно эксцентричной, чтобы расплавить части ее поверхности в течение нескольких десятков миллионов лет. Это могло произойти около 4,35 миллиардов лет назад, что аккуратно решает проблему более древнего циркона и более молодых поверхностных пород.

Это, в свою очередь, ограничивает возраст Луны диапазоном от 4,43 до 4,53 миллиарда лет назад. Поскольку возраст Земли оценивается в 4,54 миллиарда лет, это означает, что наша планета, возможно, была лучшим другом своего спутника почти на протяжении всей своей жизни.

Эта находка может помочь раскрыть некоторые интересные загадки. На Луне меньше ударных бассейнов, чем ожидают ученые, исходя из того, насколько тяжелой, по их оценкам, была та ранняя бомбардировка. Приливное переплавление лунной поверхности эффективно стерло бы любые такие ударные бассейны. Это также накладывает ограничения на возраст огромного бассейна Южный полюс-Эйткен, который покрывает четверть поверхности Луны.

Кроме того, на поверхности Земли есть металлы от планетезималей, которые врезались в нее во время ранней бомбардировки Солнечной системы. На Луне их значительно меньше. Если бы Луна сформировалась, собрала несколько планетзималей и переплавилась бы, эти металлы исчезли бы из поля зрения под лунной поверхностью.