Астрономия

Возраст Луны уменьшили на 85 миллионов лет

Молодая Луна в представлении художника

NASA/Goddard Space Flight Center

Сотрудники Германского центра авиации и космонавтики вместе с коллегами из Мюнстерского университета создали новую численную модель, которая показала, что возраст Луны составляет примерно 4425 миллионов лет — на 85 миллионов меньше, чем считалось ранее. Работа ученых опубликована в журнале Science Advances.

Четыре с половиной миллиарда лет назад в Солнечной системе активно происходил процесс образования небесных тел. Земля в то время представляла собой планетезималь и постепенно росла, собирая с орбиты пыль и газ. Молодая Земля уплотнялась, становясь все горячее внутри.

Большая часть мантии постепенно плавилась и образовывала магматический океан. Именно в это время Земля приобрела естественный спутник, который продолжает вращаться вокруг нее и по сей день. Причиной этому стало столкновение между Землей и протопланетой, из-за которого образовалось огромное количество осколков, вылетевших за пределы планетезимали. В конце концов эти обломки агломерировались и образовали Луну. По большей части исследователи пришли к консенсусу относительно того, как сформировалась Луна, однако о деталях этого процесса и его времени исследователи спорят до сих пор.

Согласно данным нового исследования, Луна родилась примерно через 140 миллионов лет после образования Солнечной системы — 4,425 миллиарда лет назад. В то время Земля только что превратилась в планету. В результате этого процесса металлы и их соединения опустились к ее центру и образовали ядро из железа и никеля, которое было окружено толстой мантией силикатных пород. Мантийные породы становились все более горячими из-за процесса аккреции и распада радиоактивных элементов. Из-за этого в течение нескольких десятков миллионов лет два этих слоя разделились.

На этой стадии Земля столкнулась с Тейей — протопланетой, которая была, скорее всего, размером с Марс. На заре существования Солнечной системы таких тел должно было быть много. Некоторые из них были выброшены из Солнечной системы, в то время как другие были уничтожены столкновениями с другими телами. Тейя столкнулась с Землей и вызвала выброс огромного количества материала из мантии планеты. Его оказалось достаточно для формирования Луны. Во время этого сильного удара образовался магматический океан глубиной в несколько тысяч километров. Сегодня никаких следов Тейи не осталось.

В новом исследовании авторы использовали косвенный метод расчета, чтобы показать, когда сформировалась Луна. Для этого они решили оценить, сколько времени требуется магматическому океану для затвердения. Зная это время, исследователи могли бы оценить, насколько давно затвердела магма внутри Луны, и выяснить точное время образования спутника. Для расчета времени жизни магматического океана Луны ученые использовали новую компьютерную модель, которая впервые всесторонне рассмотрела процессы отвердения магмы.

«Результаты наших расчетов показывают, что магматический океан Луны мог существовать довольно долго. Ему могло потребоваться почти 200 миллионов лет, чтобы полностью затвердеть и превратиться в мантийные породы, — говорит ведущий автор исследования Максим Морис. — Это намного дольше, чем предполагали прошлые модели, которые оценивали период отвердения всего в 35 миллионов лет».

Чтобы определить возраст Луны, ученым пришлось рассчитать, как меняется со временем состав богатых магнием и железом силикатных минералов, образующихся при отвердевании магматического океана. Исследователи обнаружили резкое изменение состава магматического океана по мере его отвердевания. Это позволило авторам связать образование различных типов горных пород на Луне с определенным этапом эволюции ее магматического океана. В результате авторы показали, основываясь на экспериментальных данных, что возраст спутника Земли составляет 4,425 ± 0,025 миллиарда лет.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.