Про походження нічного світила існують лише гіпотези. Місяць – найближчий супутник Землі в космосі, його безхмарної ночі може побачити кожен. Але, як виник союз між небесними тілами? Можливо, Земля «прив’язала» Місяць до себе? Або ж обоє виникли одночасно? «Ні одне, ні друге», – впевнені астрономи з Північної Рейн-Вестфалії та Нижньої Саксонії (Німеччина). Місяць внаслідок космічного зіткнення «вибило» з Землі третє небесне тіло. Вчені обґрунтовують цю тезу в американському науковому журналі «Science».
Земля й Тейя, ймовірно, зіткнулися на швидкості 40 000 км/год 4,5 млрд. років тому. Коли це сталося, мільйони часток породи Землі відкинуло на орбіту, де вони скупчувалися. З часом вони злиплися – й виник Місяць.
Основою для нових досліджень стали породи Місця, які на Землю привезли астронавти після шести місій на супутник, що відбувалися в рамках космічної програми «Аполлон» у 60-70-их рр. Навіть сьогодні, 42 роки потому, зразки придатні для грунтовних досліджень. У них, можливо, захований ключ до відповіді на запитання, як з’явився Місяць? Йдеться про одноразовий процес. Усім іншим природним супутникам в Сонячній системі дали початок їхні планети. «Але Місяць Землі – дуже незвичайний», – говорить Деніел Гервартц з Інституту геології і мінералогії Кельнського університету.
Припущення, що Земля силою притягнула Місяць на орбіту, як це сталося, наприклад, з Марсом та його супутниками Фобосом і Деймосом, астрономи відкинули ще раніше: Місяць завеликий і заважкий. Те, що обоє – і Земля, і Місяць – сформувалися в одній хмарі газу та пилу, не підтверджують жодні дані. З огляду на це, дослідники виступали за так звану теорію зіткнення: удар ззовні спричинив до появи Місяця. Тобто, 4,5 млрд. років тому великий об’єкт ударився об ранню Землю, що зумовило виникнення її природного супутника.
Якби ці дві протопланети зіткнулися фронтально, від Землі б нічого не залишилося. Й учені припустили: зіткнення було боковим, невідоме тіло, так би мовити, ковзнуло по нашій планеті. Його назвали Тейєю. Земля й Тейя, ймовірно, зіткнулися на швидкості 40 000 км/год. Коли це сталося, мільйони часток породи Землі відкинуло на орбіту, де вони скупчувалися. З часом вони злиплися – й виник Місяць. Отже, він складається з частин Праземлі та частинок Тейї. Так само, як і сучасна Земля.
Масштабне зіткнення дуже змішало породи небесних тіл, але обоє кінцевих продуктів колізії – Місяць і сучасна Земля – отримали певний відсоток порід Тейї. Комп’ютерне моделювання вказує: на Місяці частка Тейї має бути значно вищою, ніж на Землі, де вона дорівнює лише 10 %. Швидкість удару, кут і маса об'єктів, що зіткнулися, засвідчують: більша частка Тейї перейшла меншому Місяці, а не більшій Землі, – підтверджує мінеролог Андреас Пак з Центру наук про Землю Геттінгенського університету.
«Місяць значною мірою складається з матеріалу, який силою врізався в Землю. Отже, склад Місяця та Землі – не ідентичний. Але яка користь від найкращої моделі та симуляції, якщо її неможливо перевірити на практиці? Донині дослідження місячних порід місій «Аполлон» давало суперечливі результати, – мусив визнати Даніель Гервартц. Адже раніше були твердо переконані: Місяць і Земля мають однакову хімічну структуру. «Ми ще раз проаналізували зразки порід, привезених після програми «Аполлон», мали змогу це зробити з вищим рівнем точності, ніж у процесі попередніх дослідженнь, – сказав науковець. – І на практиці виявили різницю в хімічному складі обох небесних тіл, яку передбачили теоретично заздалегідь».
У породах Міяця є кисень. Зазвичай, тобто у 99,8 % випадків, атом кисню містить 8 нейтронів і 8 протонів. Тому хіміки його називають 16О. Проте 40 тис. років тому атом кисню мав на один нейтрон більше. Це робить його Киснем-17, що має ознаки ізотопа. Саме така екзотика допомогла геологам з Геттінгена і Кьольна реконструювати процес виникнення Місяця.
«Ізотопи кисню є й на Землі, й на Місяці, – говорить Андреас Пак. – Ми ж визначили мінімальні варіації частоти ізотопних співвідношень». Німецька команда вчених виявила: ці співвідношення ізотопів на Місяці хоч і несильно, та відрізняються від тих, що на Землі. «Несильно» – це м’яко кажучи: на мільйон атомів кисню в породах Місяця всього на 12 атомів кисню 17О більше, ніж у земних породах. Все ж різниця існує. Дуже рідкісний ізотоп кисню з 19 нейтронами проскакує на Місяці значно частіше, ніж на Землі.
«Той факт, що Місяць має більше ізотопів 17О, ніж Земля, доводить: Тейя мала більше Кисню-17, ніж обоє з планет сьогодні», – підводить підсумок геолог Даніель Гервартц. Частка 17О мала б вказувати на специфіку ранньої малої планети Тейї. Її рештки на Місяці зустрічають частіше, ніж на Землі, що можна пояснити високим відсотком вмісту відповідних ізотопів у місячних породах.
Завдяки такому співвідношення ізотопів кисню геологи можуть точно реконструювати частку, що належить Тейї в сучасній структурі Місяця. Попередні обрахунку змінювалися від 8 % до 90 %. Зараз є підстави сподіватися на співвідношення 50:50. Тобто, Місяць складається наполовину з Праземлі, наполовина – з залишків Тейї.
Нові дані не доводять істинності теорії зіткнення. Досі існують дві конкурентні моделі. Відповідно до однієї, Земля та Місяць сформувалася з одного протопланетного газу та пилу. Це могло б пояснити їхню майже ідентичну структуру. Інша відстоює погляд, що Місяць викинула відцентрова сила Землі, яка спочатку оберталася набагато швидше. «Ці теорії не варто вважати спростованими», – визнає Даніель Гервартц. Теоретично можливо, що співвідношення ізотопів кисню на Землі так сильно змінили космічні відкладення пилу, що вони вже не відповідають на 100 % структурі Місяця. Можливо, але малоймовірно.
Зреферувала Соломія КРИВЕНКО
Оригінал за посиланням http://www.welt.de