Древняя Столкновение Почти Испаренная Земля, Рождающая Луну

Новый химический анализ камней Земли и Луны пролил новый свет на происхождение нашей лунной системы, и момент рождения был гораздо более драматичным и жестоким, чем многие ожидали.

«Наши результаты являются первым убедительным доказательством того, что воздействие действительно (в значительной степени) испортило Землю», - сказал Кун Ван, геохимик из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, в пресс-релизе. Исследование Вана и Стейна Б. Якобсена было опубликовано в Интернете в понедельник в Природа.

Около 4,5 миллиардов лет назад Земля была очень молодой коллекцией космического мусора, и это было не очень гостеприимное место. Этот ранний период известен как Хадейский эон, названный таковым для адских условий. Прото-Земля была огненной и горячей, а поверхность, вероятно, была в основном расплавленной лавой из-за интенсивной вулканической активности и частых столкновений с другими камнями.

Именно тогда эта ранняя планета столкнулась с другой, возможно, размером с Марс. Сила удара испаряла все меньшее и большее из них, в результате чего гигантская атмосфера в 500 раз превышала нынешний размер современной Земли, заполненной жидкой оболочкой из очень горячей жидкости. Со временем это охладилось и превратилось в два отдельных тела - Луну и Землю.

Давно предполагают, что Луна образовалась в результате столкновения двух протопланетных тел. Но в более ранних моделях две массы просто паслись друг о друге, при этом меньшая масса в основном оставалась нетронутой и формировала луну. Это было опровергнуто в 2001 году, когда ученые сравнили изотопы различных элементов в лунных и земных породах и обнаружили, что по составу они одинаковы. Вероятность того, что два сталкивающихся тела имеют одинаковые сигнатуры в своих изотопах, естественно, почти равна нулю, что означало, что массы двух пород должны были существенно смешаться друг с другом, прежде чем образовалась луна.

Две такие модели были ранее предложены для объяснения этого. В одном из них столкновение все еще довольно ручное, но облако мантийной атмосферы в форме диска позволяет смешивать материал с Земли и ее прото-луны, прежде чем они оседают на отдельные объекты.

Это новое исследование подтверждает этот вывод, используя очень сложный анализ двух изотопов калия, в 10 раз более точный, чем предыдущие методы. Было обнаружено, что концентрация более тяжелого изотопа калия на луне намного выше, чем на Земле. Единственное объяснение этому заключается в том, что во время конденсации мантийной атмосферы, которая привела к рождению Луны, более тяжелый изотоп с большей вероятностью конденсировался, чем более легкий.

Это подтверждает модель, в которой весь сталкивающийся объект и большая часть Земли были уничтожены в результате аварии, и луна образовалась в виде частиц в атмосфере сверхтекучей мантии, охлажденных и объединившихся, как массивная капля дождя, конденсирующаяся из водяного пара, медленно увеличивающаяся в размерах,