Новое исследование показало, что Луна могла подвергнуться вулканической подтяжке, в результате чего она стала на 100 миллионов лет старше, чем можно было бы предположить, судя по породам, собранным с ее поверхности. Оно было опубликовано в журнале Nature.
Есть ряд причин подозревать, что Луна старше. Например, есть редкие лунные цирконовые минералы, которые предполагают, что Луна родилась около 4,5 миллиарда лет назад. Кроме того, многие ученые, которые создали моделирование планетарного образования, предполагают, что столкновение, достаточно огромное, чтобы создать Луну, вряд ли произошло через четверть миллиарда лет после возникновения Солнечной системы. Хотя гигантские космические удары были обычным явлением в ранние дни Солнечной системы, модели орбитальной динамики предполагают, что большинство массивных пород, стоящих за такими титаническими столкновениями, были сметены в более крупные тела около 4,4 миллиарда лет назад.
Теперь новое исследование предлагает возможное объяснение этого несоответствия — лунная поверхность «переплавилась» 4,35 миллиарда лет назад. Это могло бы сбросить возраст лунных пород, замаскировав истинный возраст Луны.
Многое в происхождении Луны остается окутанным тайной. Предыдущие исследования предполагали, что она образовалась в результате столкновения новорожденной Земли и камня размером с Марс, названного Тейей, последнего гигантского столкновения в истории Земли. Однако, когда именно произошло это столкновение, остается неопределенным.
Чтобы оценить возраст Луны, ранее геохимики исследовали лунные образцы, собранные миссиями Аполлон и другими способами. Эти породы, вероятно, кристаллизовались из магматического океана, покрывавшего Луну после того последнего гигантского удара. Анализы показали, что Луне около 4,35 миллиарда лет, что является относительно молодым возрастом. Для сравнения, Солнечная система начала формироваться около 4,6 миллиарда лет назад, или около 250 миллионов лет назад.
«Нельзя обязательно использовать возраст, зафиксированный в камнях, чтобы определить, когда образовалась Луна», — рассказал ведущий автор исследования Фрэнсис Ниммо из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.
Причиной этого переплавления являются те же самые приливные эффекты, которые заставляют моря нашей планеты подниматься и опускаться. Так же, как гравитация Луны тянет Землю, так и гравитация Земли тянет Луну.
Когда Луна только родилась, она вращалась вокруг Земли гораздо ближе, чем сейчас, и приливные эффекты Земли на Луне были гораздо сильнее, чем сегодня. Новое исследование предполагает, что силы, которые Земля оказывала на Луну, могли привести к широкомасштабному потрясению и интенсивному нагреву. Это повторное плавление может помочь объяснить, почему на Луне меньше лунных бассейнов от ранних столкновений, чем можно было бы ожидать — эти ударные бассейны были бы стерты.
«Мы на самом деле не столько переворачиваем общепринятые взгляды, сколько примиряем противоборствующие гипотезы», — сказал Ниммо. «Динамики хотят «старую» луну, а геохимики хотят «молодую» луну. Наше предложение может удовлетворить и тех, и других».
Исследователи отметили, что спутник Юпитера Ио, самое вулканически активное тело в Солнечной системе, испытывает приливные силы, подобные тем, которые могла испытывать Луна в начале своей истории, постоянно изменяя свою поверхность. «Это демонстрирует, насколько взаимосвязанной может быть планетарная наука», — сказал Ниммо.
В целом, компьютерные модели исследовательской группы показывают, что Луна «образовалась примерно через 80 миллионов лет после зарождения Солнечной системы», сказал Ниммо.
Новое исследование делает прогнозы, которые будущие исследования могут проверить с помощью лунных пород, полученных в ходе предстоящей китайской миссии «Чанъэ-6» на обратной стороне Луны. «Дополнительный возврат лунных образцов был бы очень полезен», — сказал Ниммо.
Ученые теперь планируют более сложные и реалистичные симуляции, чтобы определить влияние приливного нагрева на геологию Луны.
