Луна старая - это точно.
Как Земля и остальная часть Солнечной системы, Луна существует около 4,5 миллиардов лет. Но постарайтесь сузить возраст планет не более того, и ученым трудно согласиться. Является ли наша луна "старой луной", которая образовалась через 30 миллионов лет после того, как сформировалась солнечная система, или "молодой луной", которая образовалась через 170 миллионов лет?
В новом исследовании, опубликованном 29 июля в журнале Nature Geoscience, ученые описывают новые доказательства того, что наша луна, очевидно, находится на более старой стороне. Анализируя соотношение редких радиоактивных элементов в пробах лунных пород, собранных во время миссий "Аполлон", ученые из Германии сузили дату образования луны примерно до 50 миллионов лет после рождения нашей солнечной системы - на 150 миллионов лет раньше, чем многие исследования оценивают.
Это полезная информация, например, если вы хотите купить луне торт с соответствующим количеством свечей на день рождения - или, как написали авторы исследования, если вы хотите лучше ограничить даты рождения Земли.
«Поскольку формирование луны было последним крупным планетарным событием после образования Земли, возраст луны также обеспечивает минимальный возраст для Земли», - говорится в заявлении геолога и ведущего автора исследований Максвелла Тименса, бывшего исследователя из Кельнского университета.
Это потому, что Луна, вероятно, сформировалась после того, как планета размером с Марс столкнулась с молодой Землей в первые дни существования Солнечной системы. Обломки от этого гигантского удара (в основном кусочки измельченной мантии Земли) разбрызгиваются в атмосферу, в конечном итоге сливаясь в круглый скалистый спутник, который мы знаем и любим.
Эта теория объясняет, почему Земля и Луна имеют почти одинаковый химический состав. Например, возможно, что когда этот мошеннический ударник врезался в нашу молодую планету, он подобрал некоторые редкие элементы с Земли, которые вряд ли могли появиться откуда-то еще в Солнечной системе. Изучая распад некоторых радиоактивных элементов в современных лунных породах, немецкие исследователи попытались ограничить даты большого воздействия и образования луны.
Команде было интересно узнать, в частности, о двух редких изотопах (различных версиях элементов) - гафнии-182 и изотопе, в который он в конечном итоге превращается после эонов радиоактивного распада, вольфрама-182.
Исследователи писали, что относительное изобилие этих элементов может служить своего рода космическими часами, поскольку период полураспада-182 имеет период полураспада около 9 миллионов лет (что означает, что половина данного количества элемента распалась бы в нечто другое после этого времени).
«К тому времени, когда мы достигли восьми периодов полураспада (около 64 миллионов лет), этот элемент функционально исчез из солнечной системы», - сказал Тименс в интервью Live Science по электронной почте. Это накладывает жесткие ограничения на возможные даты, когда протолуна могла бы поднять изотоп во время столкновения с Землей; Если гафний-182 когда-либо существовал на Луне, столкновение должно было произойти в течение первых 60 миллионов лет или около того после образования Солнечной системы, прежде чем эти редкие изотопы полностью исчезли.
Как и предполагали исследователи, образцы лунных пород Аполлона оказались более обильными в вольфраме-182, чем в аналогичных породах с Земли, что позволяет предположить, что луна действительно когда-то была богата гафнием-182.
Итак, как ученые могут быть уверены, что избыток вольфрама-182 на Луне в действительности произошел из распавшегося гафния-182, а не был просто выкопан с Земли после завершения процесса распада? Согласно Тименсу, это связано с тем, как элементы были распределены во время формирования Земли.
«Когда планета формируется, она полностью расплавлена», - сказал Тименс. Когда сформировалось ядро Земли (примерно через 30 миллионов лет после того, как образовалась Солнечная система), тяжелые элементы, такие как железо, погрузились в ядро, унося вместе с собой сидерофильные (или «любящие железо») элементы. Между тем, литофильные («любящие скалы») элементы в основном оставались у поверхности, чтобы стать частью мантии планеты. Поскольку вольфрам является сидерофилом, любой вольфрам-182, который находился рядом во время огромного удара, вероятно, уже погрузился бы в ядро Земли, сказал Тименс. Между тем гафний как литофил, вероятно, был бы в изобилии в мантии Земли, прямо на месте удара. Таким образом, можно с уверенностью предположить, что сегодня в образцах Луны изобилие вольфрама-182 происходит из разложившегося гафния-182, полученного с Земли в первые 50 или 60 миллионов лет жизни Солнечной системы.
Итак, луна старая - возможно, даже старше, чем думали многие из нас. И, если вы спросите нас, это не выглядит более 4,3 миллиарда в день.
