Наиболее всеобъемлющая и широко распространенная теория формирования Луны называется "гипотеза гигантского удара".
Эта гипотеза показывает, что примерно через 150 миллионов лет после образования Солнечной системы примерно такого же размера, как Марс, планета Тейя столкнулась с Землей.
Хотя временная шкала горячо обсуждается в научном сообществе, мы знаем, что это столкновение расплавило Тейю и часть Земли, и что расплавленная порода вращалась вокруг Земли, пока не стала Луной.
Но теперь новое исследование, хотя и не противоречит гипотезе о гигантском ударе, предполагает другую временную шкалу и более старую Луну.
Новые исследования ученых из Института геологии и минералогии Кельнского университета показывают, что Луна старше, чем говорит гипотеза гигантского удара.
Их исследование основано на химическом анализе лунных образцов Аполлона, и оно показывает, что Луна сформировалась уже через 50 миллионов лет после Солнечной системы, а не через 150 миллионов лет. Это увеличивает возраст Луны на 100 миллионов лет.
Это важная работа, потому что понимание возраста Луны помогает нам понять возраст Земли.
И этот тип исследования может быть сделан только с лунными породами, потому что они в значительной степени не изменились со времени образования.
Земные породы были подвергнуты геологическим процессам в течение миллиардов лет и не обеспечивают такого же типа первозданной записи образования, что и лунные породы.
Исследование называется "раннее образование Луны, выведенное из систематики гафния-вольфрама".
Эти данные проистекают из отношений между двумя редкими элементами: halfnium (Hf) и вольфрам (W; раньше он был известен как вольфрам). Он сосредоточен на количествах различных химических элементов, которые находятся в породах разного возраста.
"Сравнивая относительные количества различных элементов в горных породах, которые образовались в разное время, можно узнать, как каждый образец связан с лунным интерьером и затвердением океана магмы”, - сказал д-р Рауль Фонсека из Кельнского университета.
Вместе со своим коллегой и соавтором исследования доктором Фелипе Лейтце они проводят лабораторные эксперименты по изучению геологических процессов, происходивших в недрах Луны.
После того, как Тейя ударилась о землю и создала закрученное облако магмы, эта магма остыла и сформировала Луну.
После столкновения новорожденная Луна была покрыта магмой. По мере охлаждения магмы в ней образовывались различные типы горных пород.
Эти породы содержат запись о продолжительности охлаждения, которые ученые пытаются восстановить.
"Эти породы зафиксировали информацию о формировании Луны, и их до сих пор можно найти на лунной поверхности”, - говорит доктор Максвелл Тименс, бывший научный сотрудник Кельнского университета и ведущий автор исследования.
На поверхности Луны есть черные области, называемые кобылами, что по-латыни означает "моря". Это крупные образования базальтовых, магматических пород.
Ученые, стоящие за исследованием, использовали взаимосвязь между Ураном, полонимом и вольфрамом, чтобы понять плавление, которое создало лунные кобылы.
Благодаря точности своих измерений они выявили отчетливые тренды среди различных Свит горных пород.
Полоний и вольфрам обеспечивают ученых естественными часами, содержащимися в самой породе, потому что со временем изотоп гафния-182 распадается на вольфрам 182.
Но этот распад не продолжался вечно; он продолжался только в течение первых 70 миллионов лет жизни Солнечной системы.
Команда сравнила образцы Аполлона с их лабораторными экспериментами и обнаружила, что Луна уже начала затвердевать через 50 миллионов лет после формирования Солнечной системы.
“Эта возрастная информация означает, что любое гигантское воздействие должно было произойти до этого времени, что отвечает на остро обсуждаемый в научном сообществе вопрос о том, когда сформировалась Луна”, - добавляет профессор доктор Карстен Мюнкер из Института геологии и минералогии УПЦ, старший автор исследования.
Доктор Питер Спрунг, соавтор исследования, добавляет: "такие наблюдения больше невозможны на Земле, так как наша планета была геологически активна в течение долгого времени. Таким образом, Луна предоставляет уникальную возможность для изучения эволюции планет".
Удивительно, что камни, собранные во время Аполлона 11 пятьдесят лет назад, все еще дают такие доказательства.
Чрезвычайно точные измерения команды основаны на масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, что было невозможно во времена Аполлона.
Астронавты, которые собирали образцы, не могли этого знать, но эти камни все еще учат нас не только о Луне, но и о возрасте самой земли.
