Ученые объяснили связь между наклоном Луны и земным золотом

Ученые из Франции выдвинули предположение, что смещение оси вращения Луны относительно плоскости эклиптики произошло уже после формирования спутника из-за взаимодействия с Землей крупных объектов. Новая теория, опубликованная в журнале Nature, не только объясняет современный угол наклона Луны, но и дает возможность ее экспериментальной проверки — путем измерения процентного содержания драгоценных металлов в земной коре и на Луне.

Текущий наклон оси вращения Луны — около пяти градусов по отношению к плоскости эклиптики — не согласуется с действующей теорией, согласно которой Луна образовалась за счет столкновения Земли с объектом планетарного размера - Тейей. Последовавшие за катастрофой гравитационные «перестройки» Земной и лунной орбит должны были бы привести к тому, что спутник стал бы вращаться почти строго напротив экватора.

Чтобы объяснить эти противоречия теории и эксперимента, французские ученые сделали простое предположение о том, что первоначальная орбита Луны была смещена пролетающими вблизи массивными объектами. Эти объекты могли остаться после завершения формирования внутренних планет и какое-то время беспорядочно летать по Солнечной системе до тех пор, пока не столкнуться с более массивным телом, например, с Землей.

Авторы провели моделирование, как будет воздействовать система множества тел различной массы на движение спутника. Оказалось, что перед тем как упасть на Землю, массивные тела проходят достаточно сложную траекторию, которая во многих случаях приводит к смещению лунной орбиты. Несмотря на случайный характер столкновений, результаты моделирования показывают, что при определенных соотношениях масс и количеств объектов, текущий угол наклона вполне можно объяснить такими явлениями.

Также ученые заметили, что смещение лунной орбиты находится в линейной зависимости от количества упавших на Землю тел, которые могут приводить к увеличению нетипичных для внешних слоев коры драгоценных элементов. Такие элементы как золото и платина имеют высокое химическое сродство к железу, поэтому в процессе формирования планеты из расплавленного вещества они должны были раствориться в жидком железном ядре. Однако их концентрации в верхних слоях земной коры гораздо выше, чем предсказывает эта теория. Ученые считают, что эти элементы были занесены позднее упавшими на планету астероидами. Таким образом, как смещение лунной орбиты, так и концентрации драгоценных металлов зависит от количества и массы системы тел, взаимодействующих с Землей и Луной. Это факт ученые планируют использовать для подтверждения своей модели.

Наиболее популярная модель формирования Луны — теория Гигантского столкновения — предполагает, что спутник образовался за счет столкновения еще не остывшей Земли с объектом размеров порядка Марса. Катастрофа вызвала выброс вещества земной мантии и столкнувшегося объекта на земную орбиту и эти осколки впоследствии и сформировали Луну. Однако согласно этой теории лунная орбита находилась бы почти напротив экватора.