Ученые оспорили общепринятую теорию происхождения Луны
Космический объект, который врезался в Землю, благодаря чему возникла такая привычная на нашем небосклоне Луна, был намного меньше, чем считалось ранее. Ученые провели два миллиарда симуляций, чтобы выяснить, «виновна» ли одна-единственная протопланета в формировании земного спутника?
Исследователи из Института физики Земли в Париже провели более 2 млрд компьютерных симуляций, чтобы решить загадку возникновения Луны. Решение, как они заключили, крылось в размерах гипотетической планеты, на которую негласно возложена ответственность за формирование Луны.
Теория о Тейе впервые была выдвинута в 1970-х годах. Согласно предположению, эта планета врезалась в Землю, создав гигантское облако «мусора», который в итоге слился со спутником.
В эпоху формирования планет Тейя пожила 20–30 млн лет в штатном режиме, набрала размеры Марса, а потом что-то случилось и следующие 10 млн лет она «скакала» по очень закрученной и странной орбите, постепенно приближаясь к Земле. В итоге в Землю Тейя и влетела, пробившись до самого ядра.
При этом ядра обеих планет слились, а оболочка Тейи оказалась выброшена в пространство вместе с частью Земли. Очень быстро по космическим меркам эти обломки соединились вместе и образовали Луну. Земля пережила удар довольно спокойно, лишь аномально изменив наклон своей оси.
Однако астрономам было сложно объяснить, почему в этом случае химический состав Луны и Земли так похож, а следов Тейи практически не отыскать.
Это породило другую теорию касательно размеров предполагаемой «блуждающей» планеты. По мнению специалистов, Тейя имела небольшие размеры — меньше Марса, с которым ее часто сравнивают, и врезалась в Землю на высокой скорости, а не на «относительно высокой».
2 млрд компьютерных симуляций столкновения и обнаружили, что ударный элемент массой больше 15% от массы Земли не мог произвести химию, которую мы наблюдаем в мантии Земли, вместо этого приводя к переобогащению мантии никелем и кобальтом.
Новое исследование считает, что вскоре после создания Луны Земля была подвергнута бомбардировке множеством маленьких планет, которые принесли в наш мир несколько драгоценных химических элементов, передает The Daily Mail.
Эти луноподобные объекты приносили такие элементы, как золото, серебро и платина, прямо в ядро нашей молодой планеты, а также существенно способствовали росту ее общей массы.
Выводы пролили новый свет на эволюцию Земли 4,5 млрд лет назад. На заре времени Земля столкнулась с большим объектом размером с Марс, и выброшенный «мусор» образовал орбитальную Луну. Это было известно как гипотеза гигантского удара, или Большой всплеск.
Теперь симуляция, созданная исследователями из Юго-Западного научно-исследовательского института в Колорадо, обнаружила, что после этого массового воздействия был длительный период, когда оставшиеся мини-планеты, называемые планетезималями, били в Землю. Эти камни варьировались от размера песчинки до кусков в 3000 км.
Когда планетарная система формировалась, облако пыли постепенно стягивалось под действием силы тяжести, образуя небольшие куски. Планетезимали, как полагают, слились, чтобы образовать Землю и другие планеты.
Эта бомбардировка, так называемая «поздняя аккреция», заключалась в том, что крупные тела воздействовали на Землю, поставляя материалы, которые были интегрированы в юную планету.
Новые симуляции удара с высоким разрешением показали, что значительная часть ядра большого планетезималя может опуститься и быть ассимилирована в ядро Земли или дать рикошет обратно в космос и полностью покинуть планету.
Оба результата уменьшают количество очень сидерофильных элементов (сродных железу элементов, таких как золото, платина и иридий), добавленных к мантии Земли. То есть в два-пять раз больше материала могло быть доставлено, чем считалось ранее.
«Эти симуляции также могут помочь объяснить наличие изотопических аномалий в образцах древних земных горных пород, таких как коматиит, вулканическая порода», — сказал доктор Робин Канап, соавтор исследования.
Аномалии, обнаруженные в ходе симуляций, оказались проблематичными для моделей лунного происхождения, которые подразумевают хорошо смешанную мантию после гигантского удара.