Когда-то рядом с Землей вращалась другая планета Солнечной системы — именно поэтому у нас есть Луна

Согласно результатам нового анализа образцов, полученных в рамках программы «Аполлон», и земных пород, у Земли сегодня может быть спутник, поскольку однажды в нас врезалась соседняя планета. 

По данным нового исследования, катастрофическое столкновение, в результате которого образовалась Луна и которое стало одним из самых значимых событий в ранней истории Земли, возможно, было спровоцировано не далёким пришельцем, а соседним миром, возникшим прямо по соседству от нас.

Примерно 4,5 миллиарда лет назад планета Тея размером с Марс врезалась в молодую Землю с такой огромной силой, что расплавила огромные участки мантии нашей планеты и выбросила на орбиту диск расплавленных обломков. Эти обломки в конечном итоге «слиплись», образовав Луну, которую мы знаем сегодня. Ученые долгое время склонялись именно к этой версии происхождения. Но откуда взялась Тея и из чего она состояла?

Однако новый анализ образцов лунной породы, полученных в ходе миссий «Аполлон», а также земных пород и метеоритов, теперь свидетельствует о том, что Тея, как и Земля, была каменистым миром, сформировавшимся во внутренней части Солнечной системы — вероятно, даже ближе к Солнцу, чем наша планета.

Тея и прото-Земля происходят из схожего региона внутренней части Солнечной системы. Результаты исследования, изложенные в статье в журнале Science, подтверждают классическую картину формирования каменистых планет миллиарды лет назад.

В бурные первые 100 миллионов лет после образования Солнца внутренняя часть Солнечной системы была заполнена десятками и сотнями зародышей планет — мирами размером от Луны до Марса, которые часто сталкивались, сливались или выбрасывались на новые орбиты гравитационным хаосом раннего формирования планет, а также огромным притяжением Юпитера.

Тея была одним из десятков сотен планетарных «зародышей», из которых сформировались нынешние планеты. Но образцы лунной породы, полученные в ходе миссий «Аполлон», показали, что Земля и Луна практически идентичны по химическому составу, и это сходство, по словам ученых, делает определение места рождения Теи крайне сложным.

Для исследования геофизики искали мельчайшие химические следы, оставшиеся после столкновения в мантии Земли — то есть следы таких элементов, как железо и молибден, которые должны были бы опуститься в ядро ​​Земли, если бы присутствовали на ранних стадиях формирования планеты. Сохранение этих следов в мантийных породах сегодня предполагает, что эти элементы прибыли позже, вероятно, были доставлены Теей во время гигантского столкновения, и, следовательно, несут ценную информацию о составе потерянной планеты.

Исследователи проанализировали шесть образцов лунной породы, собранных в ходе миссий «Аполлон-12» и «Аполлон-17», а также 15 образцов земных пород, включая образцы с гавайского вулкана Килауэа, а и метеориты, добытые в Антарктиде и хранящиеся в крупных музейных коллекциях.

Исследовательская группа сосредоточилась на очень тонких различиях в изотопах железа, которые помогают точно определить место образования материала относительно Солнца. Они объединили эти данные с изотопными характеристиками молибдена и циркония, а затем сравнили результаты с известным составом метеоритов, чтобы определить, какие типы планетарных «строительных блоков» могли образовать Тею.

В ходе моделирования сотен сценариев единственной конфигурацией, успешно воспроизводящей химический состав Земли и Луны, оказалась та, в которой образовалась Тея во внутренней части Солнечной системы. Таким образом, Тея представляла собой каменистый мир с металлическим ядром, содержащий примерно от 5 до 10% массы Земли.

Модели также показывают, что как прото-Земля, так и Тея содержат материал из «неисследованного» резервуара во внутренней части Солнечной системы — тип вещества, отсутствующий во всех известных коллекциях метеоритов. Этот загадочный компонент, вероятно, образовался в непосредственной близости от Солнца — в области, где ранний материал либо был поглощен Меркурием, Венерой, Землей и Теей, либо так и не сохранился в виде свободно плавающих тел, способных стать метеоритами.

Исследование проясняет тот факт, что Земля и Тея были локальными соседями. Однако вопрос о том, как гигантское столкновение настолько сильно смешало два мира, что их химический состав стал практически неразличимым, остается открытым. Разгадка этой тайны может стать ключом к полному пониманию того, как появились наша Луна и Земля.