Преди около 4,5 милиарда години нещо с размерите на Марс се сблъска с новосформираната Земя, причинявайки колосална експлозия. Смята се, че този обект не само се е слял със Земята, но и е изхвърлил част от материята, превърнала се в Луна.
Тази история е известна като хипотезата за гигантски сблъсък; обект с размерите на Марс се нарича Теа; и сега учените вярват, че са открили следи от Тея на Луната.
Хипотезата за гигантския сблъсък е предпочитаният модел за обяснение на образуването на Луната в продължение на много години.
„Този модел успя да отчете последните наблюдения от проби, върнати от мисиите Аполо, които включват ниско съдържание на желязо на Луната спрямо Земята“, пишат изследователи от Университета в Ню Мексико в своя доклад.
Моделите прогнозираха, че около 70-90 процента от Луната ще бъде реформирана Теа. Въпреки това, кислородните изотопи в лунните проби, събрани от астронавтите на Аполо, бяха много подобни на земните изотопи на кислород – и много различни от кислородните изотопи в други обекти в Слънчевата система.
Едно от възможните обяснения е, че Земята и Теа са имали подобни композиции. На второ място, по време на удара всичко беше смесено, което според симулационните данни е малко вероятно.
Също така шансовете на Тея да има композиция, подобна на Земята, всъщност са изключително малки. Това означава, че ако Луната е предимно Теа, нейните кислородни изотопи трябва да се различават от кислородните изотопи на Земята.
Това близко сходство беше основният проблем за хипотезата за гигантския сблъсък. През годините изследователите са публикували няколко статии, опитващи се да обяснят това.
Оттук идва идеята, че Тея се е сляла със Земята. Друго проучване предполага, че при сблъсъка се получава прахови облак, който след това се превръща в Земята и Луната. Има предположения, че може би Тея и Земята са се образували много близо една до друга.
Ученият Ерик Кано и неговите колеги поеха по различен път: внимателен повторен анализ на лунните проби.
Те получиха редица проби от различни видове скали, събрани на Луната – както висок, така и нисък титан от лунната скала; анортозити от планините и норити от дълбините, издигнати по време на процес, наречен обръщане на лунната мантия; и вулканично стъкло.
За новия анализ изследователският екип модифицира стандартната техника за анализ на изотопите, за да получи високо точни измервания на кислородните изотопи. И те откриха нещо ново: този изотопен състав на кислорода варираше в зависимост от вида на изследваната скала.
„Ние показваме – пишат те в своя доклад, – че методът за осредняване на изотопните данни на Луната, като същевременно игнорира литологичните различия, не дава точна картина на разликите между Земята и Луната“.
Изследователите установили, че колкото по-дълбок е произходът на скалната проба, толкова по-тежки са кислородните изотопи в сравнение с тези на Земята.
Тази разлика може да се обясни, ако по време на удара само външната повърхност на Луната е била смачкана и смесена, което е довело до прилика със Земята. Но дълбоко в Луната части от Теа остават относително непокътнати, а кислородните изотопи остават по-близо до първоначалното си състояние.
Изследването твърди, че това е доста точно доказателство, че Тея може да се е формирала по-нататък в Слънчевата система и да се е придвижила навътре преди големия сблъсък, създал Луната.
„Очевидно е, че отчетливият кислороден изотопен състав на Теа не е напълно загубен в резултат на хомогенизация по време на гигантския сблъсък“, заключават изследователите.
“По този начин този резултат премахва необходимостта от гигантски модели на удар да включват механизъм за пълно хомогенизиране на кислородните изотопи между две тела и осигурява основа за бъдещо моделиране на образуването на Луната.”
Изследването е публикувано в списанието Nature Geoscience.
Източници: Снимка: (Марк Гарлик / Научна фотобиблиотека / Гети Имиджис)
