Приблизительно 4,5 миллиарда лет назад считается, что тело размером с Марс столкнулся с прото-Землей. Столкновение является одним из единственных способов создать систему Земля-Луна со свойствами, которые мы наблюдаем сегодня. Он также мог частично разжижить поверхность Земли, разрушить хаотичные ценности собственности и создать атмосферу паров плазмообразующего металла вокруг нашей планеты и огромного облака разъяренного мусора, который теперь окружал ее.
Но всегда были некоторые нерешенные проблемы с Гигантской Импактной Гипотезой (далее сокращенно GIH). Основная проблема заключается в том, чтобы ответить на вопрос о том, что случилось с Тейей - ударником размером с Марс, который якобы ударил нашу планету (названный в честь матери Селены, богини луны, в греческой мифологии). В обычном объяснении для GIH материал от Theia становится основой для большей части Луны, смешанной с некоторым материалом от Земли.
Проблема в том, что некоторые доказательства указывают в обоих направлениях. Соотношение изотопов кислорода, обнаруженное на Луне, практически идентично Земле. Соотношения изотопов кислорода, которые мы можем измерить с большой точностью, различны для каждого тела в солнечной системе. Единственная причина, по которой Земля и Луна выровнены так, как они есть, если они сделаны из одного и того же «материала». Но если Луна сделана из ударного элемента, как теоретизировано, соотношение сидерофильных элементов (металлолюбивых элементов) должно отличаться от того, чем они являются. В частности, мы должны найти больше из них, чем мы на самом деле.
Новая статья ученого-планетолога Кевина Райтера из Отдела исследований и исследований в области астроматериалов (ARES) в НАСА ставит под сомнение идею о том, что Луна образовалась в основном из Тейи. Райтер построил модель для сравнения концентраций 14 конкретных сидерофильных элементов в конечной системе Земля-Луна, контролируя различные аспекты начального столкновения на основе того, что мы знаем о Луне сегодня. В конечном счете, модель, в которой основная масса материала Луны пришла с Земли, гораздо лучше подходит для расположения элементов сидерофила, которые мы видим сегодня, чем любая теоретическая модель, в которой Луна в основном состоит из вероятных «компонентов» Тейи. Видео ниже показывает эволюцию поверхности Луны (в нашем лучшем понимании) с момента ее первоначального формирования до наших дней.
«Исследователи анализировали небольшие подмножества этих элементов в прошлом, но это первый случай, когда все 14 элементов были смоделированы вместе для анализа системы Земля-Луна», - сказал Райтер. «Моделируя основные процессы, способствующие образованию Луны и ее ранней дифференциации, мы смогли предсказать уровень каждого элемента, который должен присутствовать в мантии Луны».
Более правдоподобно, чем сравнение его модели с фактическими лунными камнями, найденными астронавтами Аполлона, и обнаружил сильное совпадение с 9 из 14 летучих сидерофилов, обнаруженных в образцах камней. В случае с остальными пятью Райтер полагает, что они могли мигрировать из газового облака, созданного в результате первоначального удара и рассеянного вдали от системы или Тейи, объясняя, почему Луна более дефицитна в этих материалах, чем она думала.
Одна из проблем примирения этих различий заключается в том, что довольно трудно обеспечить достаточно энергии для полного разжижения и повторного смешивания породы однородным способом. Вот здесь и возникла идея атмосферы расплавленной породы, о которой я упоминал ранее - одна теория, объясняющая сходство в составе Земли и Луны, начиная с 2007 года, заключается в том, что общая атмосфера металлического пара плазма-металл могла образоваться между два тела после удара, смешивая их вместе, что приводит к конфигурации, которую мы видим сегодня.
В конечном счете, это похоже на проблему, которая может быть в значительной степени освещена более глубоким изучением лунной геологии. Существуют фундаментальные вопросы о том, представляют ли лунные породы, найденные астронавтами Аполлона, точную картину геологической истории Луны. В то время как НАСА преднамеренно выбрало места приземления в разных кратерах и областях, пытаясь отобрать образцы горных пород, которые отражали бы разные моменты времени, более поздние исследования показали, что воздействие, создаваемое Бассейном Имбриум, могло быть достаточно большим для размещения мусора на всех участках. побывали первые астронавты Аполлона. Вместо того, чтобы брать образцы горных пород на протяжении всей истории Луны, мы, возможно, пробовали только одно и то же событие.
Даже если это правда, это не означает, что GIH является ложным - никакая другая теория о том, как Луна могла бы сформироваться, не затрагивает столько особенностей и проблем в системе Земля-Луна, как это делает GIH, и ни один из вариантов не получил такой широкой поддержки. Но дополнительные данные, собранные из-под лунной поверхности или из областей, где воздействие Имбриума не могло бросить мусор, могли пролить значительный свет на эту тему.
