PNAS: материал, из которого состоит Луна, сформировался в недрах Земли

Ученые из Геттингенского университета и Института исследований Солнечной системы Макса Планка пролили свет на происхождение Луны и воды на Земле. Ученые подтвердили теорию о том, что Луна сформировалась в результате гигантского столкновения молодой Земли с протопланетой Тейя, но с важной поправкой: материал, из которого состоит Луна преимущественно произошел из мантии Земли, а вклад Тейи оказался минимальным.

Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Исследователи проанализировали изотопы кислорода в образцах лунных пород, предоставленных NASA, и минералах с Земли. Они провели 191 измерение, используя усовершенствованную методику лазерной фторизации, которая позволяет выделять кислород из горных пород при помощи лазера. Главным объектом внимания стал изотоп кислорода-17 (¹⁷O).

Данные выявили высокую схожесть в изотопном составе кислорода Луны и Земли. Это решает давнюю проблему в космохимии, известную как "изотопный кризис". По словам профессора Андреаса Пака, директора Центра наук о Земле в Геттингенском университете, эти данные подтверждают, что Тейя могла потерять свою мантию в результате предыдущих столкновений, а затем столкнулась с Землей как металлическое ядро. В результате этого удара материал мантии Земли был выброшен в космос, где из него сформировалась Луна.

Исследование также дает новый взгляд на историю воды на Земле. Ранее считалось, что вода появилась на планете после формирования Луны в результате множества столкновений с астероидами и метеоритами. Однако, если бы это было так, то состав изотопов кислорода на Земле и Луне должен был бы отличаться из-за различий в материалах, доставленных этими ударами.

"Наши данные показывают, что это не так, и многие типы метеоритов можно исключить из числа возможных источников воды на Земле", — объяснил ведущий автор исследования Мейке Фишер.

Ученые пришли к выводу, что наиболее вероятным источником воды были метеориты класса энстатитовых хондритов. Они изотопно схожи с Землей и содержат достаточно воды, чтобы объяснить ее присутствие на планете.