Считается, что спутник Земли, Луна, сформировался вскоре после самой планеты, примерно 4,4 миллиарда лет назад, когда Солнечная система была молодой.
Именно тогда, согласно теории, объект размером с Марс врезался в Землю, которая была еще теплой, мягкой и недавно сформированной, и оторвал огромное облако обломков, которое слилось с Луной на орбите Земли.
Но юношеская внешность Луны, по-видимому, обманчива. Новое исследование крошечных зерен циркона в лунных образцах Аполлона предполагает, что она старше, чем мы думали, на добрых 40 миллионов лет.
Это означает, что возраст Луны составляет по меньшей мере 4,46 миллиарда лет, говорит группа под руководством геолога Дженники Грир, сейчас работающей в Университете Глазго, — всего лишь на волосок моложе Земли, возраст которой оценивается в 4,54 миллиарда лет.
«Эти кристаллы являются древнейшими из известных твердых тел, образовавшихся после гигантского удара», — говорит космохимик Филипп Хек из Полевого музея и Чикагского университета. «И поскольку мы знаем, сколько лет этим кристаллам, они служат якорем для лунной хронологии».
Точно неизвестно, как и когда образовалась Луна, но присутствие некоторых конкретных элементов убедительно свидетельствует о земном происхождении. Гипотеза гигантского удара является в настоящее время фаворитом, где-то в ранней Солнечной системе, когда астрономы ожидают гораздо большего количества крупных объектов и протопланет, летающих вокруг и врезающихся друг в друга.
Оценки различаются в зависимости от того, когда произошел этот гигантский удар, но все больше свидетельств, основанных на датировке лунных образцов, позволяют предположить, что это произошло намного раньше, чем первоначальные предположения, около 4,4 миллиарда лет назад, а некоторые анализы предполагают, что спутник образовался еще 4,51 миллиарда лет назад.
Кристаллы циркона — отличный способ определить возраст образца из-за особенностей их формирования. Кристаллы циркона при формировании включают в себя уран, но сильно отвергают свинец. Со временем радиоактивный уран в цирконе распадается на свинец с очень хорошо изученной скоростью. Ученые могут посмотреть на соотношение урана и свинца в кристалле циркона и определить, как давно образовался циркон, с высокой степенью точности.
Эти микроскопические кристаллы можно найти в образцах лунной грязи, извлеченных в эпоху Аполлона из лунного образца. Грир и ее коллеги изучали циркон, найденный в образцах Аполлона-17, последней лунной миссии, состоявшейся в 1972 году. Эти кристаллы, по словам команды, должны были образоваться после затвердевания поверхности Луны из расплавленного мирового океана, который покрыл ее сразу после формирования.
«Когда поверхность была расплавлена, кристаллы циркона не могли сформироваться и выжить. Таким образом, любые кристаллы на поверхности Луны должны были образоваться после того, как этот лунный океан магмы остыл», — говорит Хек. «В противном случае они были бы расплавлены, а их химические характеристики были бы стерты».
Исследователи использовали атомно-зондовую томографию для изучения состава своих образцов, заостряя кристаллы до точки, а затем используя лазеры для испарения атомов из этой точки. Спектрометр проанализировал испаренный материал, чтобы определить его вес, что позволило ученым определить соотношение урана и свинца.
В свою очередь, это показало, что возраст этих конкретных кристаллов составил 4,46 миллиарда лет. Это означает, что Луне должно быть как минимум столько же лет. Эта информация может помочь ученым определить другие аспекты истории Луны, например, сколько времени потребовалось для формирования и затвердевания, а также лучше оценить дату гигантского удара.
«Удивительно иметь доказательство того, что камень, который вы держите, является самой старой частью Луны, которую мы когда-либо нашли. Это точка привязки для многих вопросов о Земле», — говорит Грир. Когда вы знаете, сколько лет чему-то, вы можете лучше понять, что с ним произошло за всю его историю».
Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»