Вот уже почти 30 лет планетологи вполне довольны этим объяснением — за одним важным исключением. Хотя этот сценарий имеет смысл, если вы посмотрите на размер Луны и физику ее орбиты вокруг Земли, все начинает немного ломаться, когда вы сравниваете их изотопный состав — геологический эквивалент «отпечатка пальца» ДНК.
В частности, Земля и Луна слишком похожи.Долгое время ожидалось, что Луна должна нести изотопный «отпечаток пальца» инородного тела, которое ученые назвали Тейей.
Поскольку Тейя пришла откуда-то еще в Солнечной системе, вероятно, ее изотопный отпечаток сильно отличался от прежней Земли.Теперь группа ученых из Университета Мэриленда создала новый изотопный отпечаток Луны, который может дать недостающий фрагмент головоломки. Сосредоточившись на изотопе вольфрама, присутствующем как на Луне, так и на Земле, команда UMD первой согласовала принятую модель образования Луны с неожиданно похожими изотопными отпечатками обоих тел. Результаты показывают, что воздействие Тейи на раннюю Землю было настолько сильным, что образовавшееся облако обломков тщательно перемешалось, прежде чем осесть и сформировать Луну.
Результаты опубликованы в предварительном онлайн-выпуске журнала Nature от 8 апреля 2015 года.«Проблема в том, что Земля и Луна очень похожи по своим изотопным отпечаткам пальцев, что позволяет предположить, что они оба в конечном итоге сформированы из одного и того же материала, который был собран на ранних этапах истории Солнечной системы», — сказал Ричард Уокер, профессор геологии из Университета Мэриленд. и соавтор исследования. «Это удивительно, потому что тело размером с Марс, создавшее Луну, должно было сильно отличаться. Поэтому загадка состоит в том, что Земля и Луна не должны быть такими похожими, как они есть».
За прошедшие годы появилось несколько различных теорий, объясняющих сходство отпечатков пальцев Земли и Луны. Возможно, в результате удара образовалось огромное облако обломков, которое тщательно смешалось с Землей, а затем конденсировалось, образуя Луну.
Или Тейя могла быть по совпадению изотопно похожей на молодую Землю. Третья возможность заключается в том, что Луна образовалась из земных материалов, а не из Тейи, хотя это было бы очень необычным типом удара.Чтобы найти объяснение, Уокер и его команда обратились к другому хорошо задокументированному явлению в ранней истории Солнечной системы.
Факты свидетельствуют о том, что и Земля, и Луна собрали дополнительный материал после главного удара, и что Земля собрала больше этого мусора и пыли. Этот новый материал содержал много вольфрама, но относительно немного более легкого изотопа, известного как вольфрам-182. Если взять эти два наблюдения вместе, можно ожидать, что на Земле будет меньше вольфрама-182, чем на Луне.Конечно, сравнивая камни с Луны и Земли, Уокер и его команда обнаружили, что на Луне немного больше вольфрама-182.
Ключ, однако, в том, сколько.«Небольшая, но существенная разница в изотопном составе вольфрама между Землей и Луной идеально соответствует разному количеству материала, собранного Землей и Луной после удара», — сказал Уокер. «Это означает, что сразу после образования Луны она имела точно такой же изотопный состав, что и мантия Земли».Это открытие подтверждает идею о том, что масса материала, образовавшаяся в результате удара, которая позже сформировала Луну, должна была тщательно перемешаться, прежде чем Луна слилась и остыла.
Это могло бы объяснить как общее сходство изотопных отпечатков пальцев, так и небольшие различия в вольфраме-182.Это также в значительной степени исключает идею о том, что тело размером с Марс имело похожий состав или что Луна образовалась из материала, содержащегося в Земле до столкновения.
В обоих случаях маловероятно увидеть такую ??идеальную корреляцию между вольфрамом-182 и количеством материала, собранного Луной и Землей после удара.«Этот результат приближает нас на один шаг к пониманию тесных семейных отношений между Землей и Луной», — сказал Уолкер. «Нам все еще нужно проработать детали, но ясно, что наша ранняя Солнечная система была очень жестоким местом».