Геологи из Амстердамского свободного университета показали, что на Луне в момент ее формирования уже присутствовала вода — по меньшей мере, в количествах от 0,027 до 0,165 процента массы спутника. Это противоречит традиционной концепции «сухой Луны», и, по словам авторов, могло значительно повлиять на процессы кристаллизации океана магмы нашего спутника. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.
Наиболее общепризнанной считается модель ударного формирования Луны: из-за столкновения прото-Земли с другой планетой (Тейей) большой фрагмент материала нашей планеты был выброшен на орбиту. В результате аккреции — слипания обломков под действием гравитационного притяжения — возникла Луна. У гипотезы гигантского столкновения есть свои слабые места, но они постепенно находят объяснения. Так, недавнее теоретическое моделирование, выполненное американскими физиками, позволило частично объяснять сходство изотопного состава Земли и Луны, а также наклон орбиты спутника.
Долгое время считалось, что подобная серия катаклизмов, связанных с нагревом материи Луны должна была привести к испарению и потере спутником всех летучих веществ, в том числе и воды. Небольшие количества льда были обнаружены лишь на поверхности небесного тела. Однако затем, в 2008 году, команда геологов опубликовала в Nature исследование, указывавшее на то, что в недрах Луны есть вода. Среди возможных ее источников назывались столкновения с кометами, но это теорию недавно опровергли российские физики.
В новой работе геологи моделировали условия, в которых застывал первичный океан лунной магмы. Для этого ученые использовали небольшие (10-миллиграммовые) образцы, состоявшие из основных «ингредиентов» лунных пород — оксидов кремния, магния, кальция, железа, титана и алюминия. Модельные «кусочки магмы» запекали при разном содержании воды, а также разных давлениях (до 40 тысяч атмосфер) и температурах, повторяя условия в океане магмы. Затем ученые исследовали состав образовавшейся породы.
Оказалось, что лучше всего наблюдаемый состав лунных пород повторяли образцы, содержавшие изначально небольшое количество воды. Кристаллизация «сухих» образцов соответствовала моделям, в которых результирующая толщина лунной коры была почти в два раза больше, чем наблюдаемая: 68 километров против 34-43 из данных эксперимента GRAIL. На основе этих данных авторы оценили содержание воды в ранней Луне. Нижняя его граница соответствует 0,027-0,165 процента массы спутника. Это означает, что с момента своего возникновения Луна могла быть богата водой. Для сравнения, масса воды на Земле составляет примерно 0,05 процента массы планеты.
Модель гигантского столкновения — не единственный существующий сценарий возникновения Луны. Кроме нее известна модель Галимова-Кривцова, согласно которой Земля и ее спутник возникли как независимые тела из единого газо-пылевого облака. Также существуют предположения, что Луна была захвачена гравитационным притяжением Земли, но они не объясняют сходства в изотопном составе небесных тел.
Владимир Королёв