Лунная поверхность расплавилась, скрыв простой ответ на ее истинный возраст

Фото из открытых источников

Сколько лет Луне? Образцы, собранные астронавтом с поверхности Луны, показывают, что ее возраст составляет около 4,35 миллиарда лет. Однако другие данные свидетельствуют о том, что она намного старше, около 4,53 миллиарда лет. Группа ученых опубликовала недавнюю статью, в которой предполагается, что возраст поверхности Луны был «сброшен» в результате таяния.

Общепринятая теория о формировании Луны выглядит так: около 4,5 миллиардов лет назад и примерно через 200 миллионов лет после того, как начала формироваться Солнечная система, что-то произошло. Один объект размером с Марс под названием Тейя (или, возможно, серия объектов) столкнулся с молодой Землей или был каким-то образом захвачен ею. Этот бурный крах отправил в космос много расплавленной породы и мусора. В конце концов, большая часть из них слилась, образовав молодую Луну, которая вышла на орбиту вокруг Земли. Мусор из внутренней части Солнечной системы бомбардировал пару в течение миллионов лет после этого.

Перенесемся в наши дни, когда мы можем изучать породы, собранные с поверхности Луны во время миссий Аполлон. Ученые проанализировали эти образцы и обнаружили, что их возраст составляет около 4,35 миллиарда лет. Это говорит о том, что Луне НЕ 4,53 миллиарда лет. Что верно? Оказывается, есть веские доказательства того, что Луна старше. Они присутствуют в некоторых цирконовых минералах на поверхности Луны. Им не менее 4,51 миллиарда лет. Тепловые модели и симуляции также предполагают возраст Луны где-то между 4,43 и 4,53 миллиардами лет. Так почему же лунные поверхностные породы почти на 200 миллионов лет моложе?

Как оказалось, обе цифры могут быть верны. Луна могла образоваться очень рано, но она испытала что-то, что изменило ее геологические часы. По словам профессора Калифорнийского университета в Санта-Крусе Фрэнсиса Ниммо и группы исследователей, Луна, вероятно, образовалась 4,51 миллиона лет назад в том катастрофическом столкновении с молодой Землей. Но 180 миллионов лет спустя она могла пережить «переплавку». Это сбросило возраст лунных пород примерно до 4,35 миллиарда лет. Вот почему образцы поверхности, собранные астронавтами «Аполлона», показывают более молодой возраст.

«Мы прогнозируем, что не должно быть никаких лунных пород, которые старше 4,35 миллиарда лет, потому что они должны были испытать ту же самую перезагрузку», — сказал Ниммо. «Поскольку это нагревание было глобальным, вы не должны найти нигде на Луне породы, которые были бы значительно старше этого возраста».

Ниммо и его коллеги предполагают, что глобальное переплавление лунных пород может объяснить существование более молодых поверхностных пород. Камни Apollo предполагают, что что-то произошло, и возвращение камней с китайской миссии Chang'e 6 может предоставить больше доказательств этой теории. В своей статье авторы использовали моделирование, чтобы показать, что Луна могла испытать достаточное приливное нагревание, чтобы вызвать это переплавление примерно 4,35 миллиарда лет назад, что могло «сбросить» очевидный возраст формирования этих лунных образцов.

Что могло вызвать глобальное таяние, достаточно сильное, чтобы сбросить возраст лунных пород? Ниммо предполагает, что Луна испытала приливной нагрев из-за эволюции своей орбиты вокруг Земли. Это произошло потому, что Луна была ближе к Земле, и орбита была довольно нестабильной в определенные эпохи. Благодаря огромному приливному притяжению Земли Луна могла нагреться, что привело к изменению ее геологии и «сбросу возраста» ее пород.

Оказывается, Луна — не единственное место в Солнечной системе, где это может произойти. Вулканический спутник Ио на орбите вокруг Юпитера испытывает тот же тип приливного притяжения, что и при его вращении. Это помогает объяснить обширную вулканическую активность Ио и «мощение» поверхности частыми извержениями из его вулканических образований. Это также объясняет, почему мы не видим на Ио обширных кратеров.

Если бы то же самое произошло с новорожденной Луной после ее первоначального формирования, остывания и последующей бомбардировки, мы бы не увидели ни одного из ее первоначальных кратеров. Они были бы покрыты последующим извержением и таянием, когда орбита Луны стабилизировалась.

Формирование и эволюция Солнечной системы и ее многочисленных различных тел по-прежнему остается горячей областью исследований. Среди прочего, ученые хотят понять время событий, которые сформировали объекты Солнечной системы. Для этого им необходимо лучшее понимание геологии каждого объекта. Больше данных приводит к лучшим моделям каждого аспекта формирования Солнечной системы — от первого «толчка» в протосолнечной туманности до таких событий, как столкновения, приливной нагрев, орбитальная динамика и поверхностная эволюция различных миров. Вот где миссии по планетарной науке оказываются полезными. Они предоставляют данные «in situ» о каждом мире (или объекте, в случае астероидов, лун, комет и колец), и они заполняют пробелы в истории каждого места.

«По мере поступления новых данных, особенно от текущих и будущих лунных миссий, понимание прошлого Луны будет продолжать развиваться», — сказал Ниммо. «Мы надеемся, что наши выводы вызовут дальнейшее обсуждение и исследование, что в конечном итоге приведет к более ясной картине места Луны в более широкой истории нашей солнечной системы».