Небесные тела в Солнечной системе 4,5 млрд лет двигались хаотично и сталкивались друг с другом. Большинство ученых придерживается версии, что Луна была создана из-за глобального столкновения Земли и протопланеты Тейи, по размерам близкой к Марсу. Из-за столкновения произошел выброс верхних оболочек Земли на околоземную орбиту, из которых и образовалось новое небесное тело.
Но точную дату этого события установить непросто — ни один из лунных камней, привезенных на Землю астронавтами, напрямую не «сообщает» возраст этого небесного тела.
Способ расчета возраста Луны учитывает все процессы затвердевания океана лунной магмы и состав горных пород на Луне. Изображение: NASA
Немецкие ученые-геофизики применили новый подход для определения точного времени образования Луны. С помощью математического моделирования выяснилось, что Луна была создана 4,425 млрд лет назад. До этого предполагалось, что Луне 4,51 млрд лет. Таким образом, она на 85 млн лет младше, чем думали раньше. Авторы исследования рассказали о результатах своих расчетов в Science Advances.
Результаты последнего исследования, когда ученые смогли смоделировать произошедшее, показывают, что столкновение с протопланетой случилось через 140 млн лет после зарождения Солнечной системы. Нехитрые расчеты говорят, что это случилось 4,425 млрд лет назад — тогда же и появилась Луна.
Магматический лунный океан и первая каменистая кора на Луне. Изображение: NASA
Большинство моделей формирования Луны предполагают, что на ранней Луне был океан магмы, который первоначально затвердевал по направлению от поверхности к ядру за счет эффективного радиационного охлаждения в космосе горячей жидкой поверхности небесного тела. Из-за этого образовывалась холодная тонкая корка, под которой Луна продолжала оставаться в расплавленном состоянии. Прежние исследования не были способны вычислить, как долго застывал магматический океан, поэтому не получалось высчитать время образования Луны. Авторы нового исследования решили рассчитать это при помощи компьютерной математической модели, впервые учитывающей все процессы, происходящие во время затвердевания магмы. Результаты показали, что магматический лунный океан полностью превратился в мантийную породу почти за 200 млн лет, а это намного больше, чем 35 млн лет, которые предполагали предыдущие исследования.
Один из старейших лунных камней. Изображение: NASA
Далее ученые подсчитали, как менялся со временем состав силикатных минералов, которые сформировались во время кристаллизации магмы. Так они выстроили связь между тем, как образовывались горные породы, с разными этапами формирования магмы. В итоге удалось проследить эволюцию океана магмы на Луне до его отправной точки — то есть точного времени, когда и родилась Луна.
Что важно, возраст Луны, определенный новым способом, совпал с полученными ранее уран-свинцовым методом данными о времени завершения формирования Земли.
