Астрономия

Изотопный анализ подтвердил одну из гипотез возникновения Луны

NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Результаты изотопного анализа горных пород Земли и Луны, проведенного американскими химиками, подтвердили одну из гипотез происхождения Луны – гипотезу столкновения, ранее подвергавшуюся сомнению. Исследование опубликовано в журнале Nature.

С середины 1970-х годов получила распространение идея о том, что Луна образовалась после столкновения прото-Земли с объектом, сравнимым по размеру с Марсом. Эта теория неплохо объясняла некоторые особенности нашего спутника, например, его значительный (по сравнению с Землей) размер.

Однако в 2001 году группа ученых заявила о том, что химические составы пород Земли и Луны практически идентичны. Ученые сравнили состав земных пород и образцы, полученные в ходе лунных миссий. Результаты анализа противоречат многочисленным моделям, показывающим, что 60-80% вещества, образовавшего Луну, принадлежало не Земле, а столкнувшемуся с ней небесному телу. Однако тела, образовавшиеся в различных частях Солнечной системы, значительно отличаются друг от друга по изотопному составу. Этот параметр похож на отпечатки пальцев – он помогает ученым проследить эволюцию небесного тела и отметить случаи его столкновения с другими телами. Таким образом, гипотеза столкновения была поставлена под сомнение.

Позже оказалось, что небольшие различия в содержании изотопов калия на Земле и Луне были недоступны для изучения из-за недостаточно совершенных механизмов обнаружения изотопов. В 2015 году геохимики Кунь Ван из Университета Вашингтона в Сент-Луисе и Штейн Джейкобсен, профессор Гарвардского университета, разработали технологию, по точности в десять раз превышающую существовавшие на тот момент. Ученые обнаружили различия между породами на Земле и Луне, что является доказательством одной из модификаций модели «гигантского столкновения». Согласно этой гипотезе, удар от столкновения был настолько сильным, что породы Земли и космического тела, с которым произошло столкновение, перешли в газообразное состояние и смешались. В результате образовалось газовое облако, из которого позже и сформировалась Луна. Смешение вещества космических тел объясняет сходство химического состава Земли и Луны, отметили авторы исследования.