RW Space

Спустя полвека после того, как лунный модуль НАСА «Аполлон-17» поднялся с северо-восточного ближнего квадранта Луны, ученые-планетологи до сих пор не до конца понимают, когда и как впервые образовалась наша Луна.

Они согласны с тем, что в этом участвовал крупный ударник – объект, названный лунными учеными Тейей – который, вероятно, поразил нашу Землю около 4,51 миллиарда лет назад.

Но предполагаемый размер Тейи сейчас колеблется от от объекта размером с протоМеркурий, вплоть до объекта, который был примерно вдвое меньше современной Земли.

На самом деле, последние гидродинамические модели показывают, что более крупный ударник предлагает наиболее приемлемое объяснение того, почему лунные породы Аполлона кажутся настолько химически похожими на то, что мы находим в богатых оливином вулканических базальтах здесь, на Земле.

Это мощное воздействие оказало огромное влияние на Землю; это действительно перевернуло историю нашей планеты, рассказал мне Вим ван Вестренен, ученый-луно-планетолог из Свободного университета Амстердама, во время недавнего интервью в своем офисе.

В результате гигантского удара первоначальная Луна представляла собой просто светящийся шар магмы с температурой в тысячи градусов.

Это еще даже не камень, поэтому она должна остыть, прежде чем можно будет образовать минералы, которые мы пытались датировать, — говорит мне ван Вестренен. Он говорит, что реальный вопрос заключается в том, сколько времени потребовалось после удара, чтобы сформировать эти минералы?

Как признает ван Вестренен, это очень трудно точно определить.

Несмотря на это, лунные ученые все еще многому учатся на образцах горных пород Аполлона.

Камень Бытия – камень возрастом 4,46 миллиарда лет, найденный в 1971 году луноходами НАСА Аполлон-15 – является одним из самых известных образцов Аполлона. Он состоит почти исключительно из белого минерала плагиоклаза, который имеет тенденцию всплывать на поверхность магмы, потому что он очень легкий.

Чтобы сделать много белого вещества, нужно огромное количество магмы, а затем вся эта магма должна всплывать наверх, потому что теперь она находится на поверхности, — говорит ван Вестренен. По его словам, это лучшее объяснение образования этих белых камней, в том числе камня Бытия.

Белый цвет плагиоклаза, видимый при взгляде на Луну, обусловлен отражениями кристаллов плагиоклаза.

Тот факт, что все наше тело покрыто плагиоклазом, предполагает, что мы на самом деле смотрим на крыша древнего огромного тела из магмы, говорит ван Вестренен.

Лаборатория Ван Вестренена специализируется на создании высоких давлений и чрезвычайно высоких температур для анализа и воссоздания условий внутри Луны в надежде узнать больше о лунной геологической эволюции.

«Наша Вестренен была первой, кто провел полное экспериментальное исследование того, что происходит, когда глубокий океан магмы на Луне затвердевает, и какие минералы образуются в какой момент», — говорит ван Вестренен.

«Мы думаю, что вся Луна на самом деле была расплавленной; 1700 километров магмы вплоть до центра», — говорит он.

В лаборатории ван Вестренен и его коллеги используют резистивный нагрев, чтобы пропустить электрический ток через графит, чтобы нагреть несколько кубических миллиметров материала до температуры более 1700 °C (3092 ). style=»font-weight: 400;»>°F). Это примерно в пять раз выше, чем в обычной духовке.

Лаборатория также может создавать давление в 250 000 земных атмосфер.

Напротив, максимальное внутреннее давление на Луне, как полагают, составляет около 50 000 земных атмосфер, что позволяет исследователям виртуально путешествовать в середину Луны в лаборатории.

Тем не менее, одна из ключевых проблем в понимании формирования нашей системы Земля-Луна заключается в том, что, хотя гидродинамическое численное моделирование создает физические свойства нынешней системы Земля-Луна, оно не соответствует химическому составу известных тел.

Все классические моделирования предсказывают, что химический состав Луны должен сильно отличаться от того, что мы видим, — говорит ван Вестренен.

Лунные породы гораздо больше похожи на Землю, чем должны были бы. быть, говорит он.

Что касается размера ударного элемента, формирующего Луну?

Сейчас парадигма такова: либо Земля почти завершила формирование, и Луна могла бы стать результатом небольшого ударного элемента размером с Меркурий, который врезался в нашу планету с высокой скоростью и под большим углом.

Или в то время Земля была создана только наполовину.

Итак, вам пришлось бы врезаться в еще одну половину Земли, чтобы завершить Землю до ее нынешнего размера, — говорит ван Вестренен.

Луна тогда образовалась бы из небольшого количества полностью перемешанных обломков Тейи/полуземли, оставшихся на орбите ныне завершенной Земли, — говорит он.

Считается, что после удара Луна образовалась из более легкого силикатного материала, а более плотный материал сформировал Землю и спустился вниз, образовав большое, богатое железом ядро Земли.

Это по-прежнему верно, но те же самые классические модели 25-летней давности предсказывают что большая часть силикатных пород возникла из Тейи, а не с Земли, говорит ван Вестренен.

Почему Луна в основном состоит из материала земного типа?

Чтобы Луна подверглась классическому гигантскому удару, Тейя должна поразить Землю своего рода скользящим ударом, при этом половина Тейи не попадает в Землю, говорит ван Вестренен.

Половина врезается в сторону Земли, а другая половина как бы движется мимо, а затем выходит на орбиту вокруг Земли. прото-Земля, образующая Луну, говорит он.

Но в этом сценарии Луна должна состоять в основном из камней, оставшихся от удара Тейи. Но это не то, что видят геологи.

По теме: Удар, который дал нам Луну, может объяснить, почему на Земле теперь есть жизнь

Тейя должна была возникнуть из другого места Солнечной системы; таким образом, ее химический состав будет отличаться от земного.

Тем не менее, Земля и Луна остаются удивительно похожими по химическому составу.

Итог?

Как образовалась Луна, до сих пор полностью не выяснено, хотя люди ходили по ее поверхности десятилетия назад, — говорит ван Вестренен.

Каждый человек может видеть Луну, но не каждый осознает, что ее формирование напрямую связано с историей нашей планеты, — говорит он.

Эта статья была первоначально опубликовано Universe Today. Прочтите оригинал статьи.