Новое исследование предполагает, что Луна на протяжении нескольких десятков миллионов лет могла представлять собой расплавленного монстра из-за особенностей орбиты. Результат мог быть сравним с Ио (спутник Юпитера) – самым вулканически активным телом в Солнечной системе. Луна провела несколько миллионов лет как вулканическая пустошь, покрытая непрерывными извержениями, которые изливались из гор и даже из самой земли.
На заре истории Солнечной системы массивное небесное тело размером с протопланету (зародыш планеты) врезалось в молодую Землю. Столкнувшееся вещество перемешалось, а затем вновь сформировалось в два отдельных тела, которые стали Землёй и Луной. Изначально они вращались почти вплотную друг к другу, но со временем Луна медленно отдалилась, застывая в процессе.
В итоге гравитация Солнца стала оказывать на Луну всё более сильное влияние. Хотя Солнце находилось гораздо дальше от Луны, чем Земля, оба тела – Земля и Солнце – в какой-то момент стали оказывать на неё сравнимое по силе дестабилизирующее воздействие.
«Луна как бы пришла в замешательство. Она не знает, какую орбиту ей следует занять, и поэтому может развить довольно странную орбиту», – рассказал планетолог Фрэнсис Ниммо из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.
Возникшая гравитационная «неразбериха» взбудоражила лунные недра, расплавляя породу и создавая слой магмы, который извергался на поверхность. Новое исследование предполагает, что лунная поверхность могла быть «перезагружена» потоками лавы примерно 4,35 млрд лет назад.
Лавовые потоки заполнили бы все существовавшие кратеры и помогли бы «сбросить» возраст, измеряемый по лунным породам и лунным цирконам (минералы для датировки пород Луны).
Читайте: Лунный Гелий-3 – Американская компания начинает гонку за топливом будущего
Старая или молодая Луна
Определение времени формирования Луны сопряжено с собственными трудностями.
Существует несколько методов: от изучения образцов, доставленных на Землю, до исследования цирконов в этих породах и попыток выяснить, как планеты и их спутники формировались миллиарды лет назад. Но все эти методы могут давать противоречивые ответы.
Исследование возраста лунных пород было одним из первых способов, с помощью которых учёные пытались откалибровать возраст Луны. Образцы, доставленные в рамках программы «Аполлон» НАСА, были изучены и измерены.
Сегодня продолжают поступать новые образцы, теперь уже в рамках продолжающейся китайской программы «Чанъэ» (китайские лунные миссии). Они предоставляют новые объекты для изучения и проверки. Второе направление доказательств возраста Луны исходит от цирконов (прочные минералы) в самих породах.
Цирконы – это силикатные минералы, обнаруженные в породах как на Земле, так и на Луне, и являются одними из старейших объектов в Солнечной системе. В то время как другие породы могут плавиться и переформировываться, цирконы достаточно прочны, чтобы противостоять плавлению при любых, кроме самых высоких температурах.
«Цирконы очень прочны. Требуется многое, чтобы разрушить циркон после его образования», – сказал Ниммо. Расплавление лунной поверхности в результате обширного вулканизма – один из способов «обнулить» возраст цирконов.
Оба метода датировки могут быть сложными. Цирконы более точны, но требуют невероятно точных измерений, поэтому учёные смогли изучать их только в последние два десятилетия или около того.
С другой стороны, лунные породы могут быть сложнее для интерпретации и показывают различные возрасты. В совокупности эти два процесса предполагают, что возраст Луны составляет около 4,35 млрд лет. Учёные также полагаются на данные динамических моделей (симуляции движения небесных тел).
Исследования Земли показывают, что она накопила много металлов, «любящих» железо, уже после того, как у неё сформировалось железное ядро. Эти металлы осели в мантии, составив примерно половину процента массы Земли после завершения формирования ядра, и их называют «поздней аккрецией» (поздний приток вещества на Землю).
Но эти металлы должны были быть поглощены, когда вещество ещё летало в хаотичной, загромождённой ранней Солнечной системе – а 4,35 млрд лет назад этого вещества уже не было.
С новыми результатами, опубликованными в журнале Nature в конце прошлого года, Ниммо и коллеги предполагают, что Луна возрастом 4,5 млрд лет соответствовала бы измерениям более молодых лунных пород.
Когда Луна страдала от «перетягивания» между Землёй и Солнцем, плавление привело бы к тому, что лунные породы и цирконы расплавились и переформировались, показывая более молодой возраст, который не обязательно отражает время рождения самой Луны.
Лунная Ио
В течение нескольких десятков миллионов лет вулканизм покрывал бы Луну.
Но это не обязательно выражалось бы в виде массивных извергающихся гор. На Земле вулканический материал богат силикатами (минералы кремния, влияющие на вязкость лавы), которые делают лаву густой и позволяют накапливаться в массивные горы.
На Луне лава, вероятно, была более жидкой, просачиваясь сквозь кору и растекаясь в стороны, а не накапливаясь. «Вулканизма, безусловно, было много, просто он не создавал вулканов, привычных нам», – сказал Ниммо.
Постоянное просачивание могло препятствовать образованию слоя океана магмы (ранний расплавленный слой Луны/Земли), потому что новообразованная жидкость не задерживалась бы в мантии.
По мере того как материал плавился и становился менее плотным, он бы сочился вверх, к коре. Часть его прорывалась бы на поверхность, но часть могла просто заполнять кору, создавая выпуклости, подобные тем, что наблюдаются на Земле.
В то время Земля находилась бы гораздо ближе к Луне, чем сегодня, и казалась бы на лунном небе, возможно, в два раза больше, чем сейчас. «Вы бы увидели светящиеся потоки лавы повсюду и, возможно, отдельные вулканические извержения», – сказал Ниммо.
Состояние, подобное Ио, по словам Ниммо, длилось всего несколько десятков миллионов лет. «Это было своего рода короткое, но очень энергичное событие», – сказал он.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU