Теорию происхождения Луны проверили ядерным взрывом

Столкновение Земли с Тейей в представлении художника

DANA BERRY/ROBIN CANUP/SWRI

Летучие элементы и вода почти отсутствуют на поверхности Луны, так как они испарились в процессе гигантского столкновения. К такому выводу пришли американские и французские ученые, проанализировав породы из района, где проходило испытание первой в мире ядерной бомбы. Работа исследователей опубликована в журнале Science Advances.

Одна из теорий происхождения Луны предполагает, что она появилась в результате катастрофического столкновения молодой Земли и Тейи. Протопланета размером с Марс врезалась в Землю под углом, и большая часть вещества ударившегося объекта, а также часть вещества земной мантии оказались выброшены на околоземную орбиту. Из этих «обломков» сформировалась Луна и стала вращаться вокруг нашей планеты.

Такая гипотеза хорошо объясняет, почему на Луне, в отличие от ее соседа — Земли, наблюдают крайне мало летучих веществ. По мнению исследователей, они могли просто испариться из-за крайне высоких температур и давления. Тем не менее, проверить это предположение трудно, так как ученые в лаборатории не могут воспроизвести температуру или даже отдаленный масштаб подобного процесса. Однако на Земле происходили события, которые могут служить моделью для планетарных исследований: одно из них — это испытание ядерной бомбы «Тринити», проведенное в 1945 году в штате Нью-Мексико, США.

Во время взрыва, который был эквивалентен приблизительно 21 килотонне тротила, песок на близлежащей поверхности расплавился, превратившись в тонкий слой стекла, или тринитит. Он подвергся воздействию температур свыше 8 тысяч градусов Цельсия и давления около 80 тысяч атмосфер. По мнению ученых, эти условия близки к тем, которые возникли при формировании Луны.

Авторы работы изучили распределение одного летучего элемента, цинка, а также его изотопов в образцах тринитита. Исследователи заметили, что чем ближе к эпицентру взрыва находился тринитит, тем меньше в нем содержалось цинка и его легких изотопов. Это объясняется тем, что они испарились в процессе. В то же время, более тяжелые изотопы цинка (66Zn) показали обратную зависимость — их концентрация возрастала по мере приближения к точке, где проходили испытания.

Так как исследования образцов лунных пород показывают, что грунт Луны также содержит мало летучих элементов и соединений, в том числе и легких изотопов цинка, авторы работы считают, что их исследование свидетельствует либо в пользу большого столкновения в древности, либо в пользу существования океана магмы, возникшего после него. В результате этих событий летучие элементы и соединения могли просто испариться.

Ученые все еще ведут активные споры о происхождении спутника Земли. Недавно исследователи выдвинули новую версию, которая предполагает, что Земля претерпела сразу несколько крупных столкновений, породивших около 20 малых лун, которые затем «слиплись» в нынешнюю Луну.

Кристина Уласович


Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.