Според най-общоприетата теория, Луната се е образувала преди около 4,5 милиарда години, когато обект с размер на Марс на име Тея се е сблъсквал със Земята (известна още като хипотезата на гигантското въздействие). Това въздействие хвърли значителни количества отломки, които постепенно се сляха и образуваха единствения естествен спътник на Земята. Едно от най-убедителните доказателства за тази теория е фактът, че Земята и Луната са забележително сходни по състав.
Предишни проучвания, включващи компютърни симулации, показват, че ако Луната е създадена от гигантско въздействие, тя би трябвало да запази повече материал от самия ударник. Но според ново проучване, проведено от екип от университета в Ню Мексико, е възможно Земята и Луната да не са толкова сходни, както се смяташе досега.
Изследването, което описва техните открития, озаглавено „Различни кислородни изотопни състави на Земята и Луната“, наскоро се появи в списанието Nature Geoscience, Изследването е проведено от Ерик Дж. Кано и Захари Д. Шарп от катедрата на ООН за планетата и планетата и от Чарлз К. Шиърър от Института по метеоритика на ООН.
Теорията, че Земята и Луната някога са били едно цяло тяло, съществуват от 19 век. Но едва когато скалните проби бяха върнати от астронавтите Аполон, учените имаха окончателни доказателства, че Земята и Луната са се образували заедно. Тези проби показаха, че подобно на Земята, Луната е съставена от силикатни минерали и метали, диференцирани между метална сърцевина и силикатна мантия и кора.
Докато Луната има по-малко желязо и по-малко по пътя на по-леките елементи, Хипотезата на гигантското въздействие обяснява това доста добре. Желязото, особено тежък елемент, щеше да бъде задържано от Земята, докато топлината и експлозивната сила на удара причиниха по-леките елементи да се отварят и да се изхвърлят в космоса. Останалата част от материала от Земята и Тея щяха да се охладят и след това да се смесят, за да образуват Земята и Луната, както ги познаваме днес.
Тази теория обяснява и скоростта и природата, с която Луната обикаля около Земята; по-специално как е заключено с нашата планета. Въпреки това, предишни проучвания, включващи компютърни симулации, показват, че при този сценарий приблизително 80% от Луната трябва да се състои от материал, произхождащ от Тея.
Това представлява сериозна трудност за астрономите и геолозите и за да се обясни това, са разработени различни теории. В един от сценариите Тея е била подобна по състав на Земята, което би обяснило защо Земята и Луната изглеждат толкова сходни. В друго, смесването на материали е било много задълбочено до степен, че както Земята, така и Луната запазват елементи на Тея.
За съжаление, тези обяснения са или несъвместими с това, което знаем за Слънчевата система, или представляват свои теоретични проблеми. За да хвърлят светлина върху това, Кано и неговите колеги смятат за ключово несъответствие с хипотезата за гигантско въздействие. По принцип, когато учените изследвали пробите от лунната скала Аполон, те отбелязали, че стойностите на изотопа на кислорода са практически идентични на тези, открити в скалите тук на Земята.
Ако хипотезата за гигантско въздействие е правилна, тогава предшествениците на Земята и Луната или са имали идентични стойности, за да започнат, или след хода на удара се е провела обширна хомогенизация. За да се справят с това, Кано и неговите колеги проведоха високоточен анализ на изотоп на кислород на редица различни лунни скали. Те откриха, че лунните скали показват по-високи концентрации на по-леки кислородни изотопи от Земята.
В допълнение, разликите увеличават по-дълбоките сонди от кора в мантията. Те приписват това на факта, че земната кора е там, където остатъците от Земята и Тея биха се смесили, докато вътрешността е там, където материалът от Тея би бил по-концентриран. Както обобщават в своето проучване:
„Стойностите на изотопния кислород на лунните проби корелират с литологията и предлагаме разликите да бъдат обяснени чрез смесване между изотопично леки пари, генерирани от въздействието, и най-външната част на ранния лунен магмен океан. Нашите данни предполагат, че пробите, получени от дълбоката лунна мантия, които са изотопично тежки в сравнение със Земята, имат изотопни състави, които са най-представителни за протолунния удар „Theia“. “
В обобщение, резултатите от изследванията на екипа показват, че Земята и Тея не са били сходни по състав, което дава първите окончателни доказателства, че Тея вероятно се е образувала по-далеч от Слънцето, отколкото Земята. По подобен начин тяхната работа показва, че отделните състави на кислородните изотопи на Тея и Земята не са били напълно хомогенизирани от въздействието на Луната.
Това проучване поставя предвид научните изследвания, които наскоро бяха проведени от екип от Йейл и Токийския технологичен институт. Според тяхната работа Земята все още е била гореща топка магма, когато се е случило въздействието на образуващата Луната. Това би позволило материалът от Тея да се изгуби в космоса, докато материалът от Земята бързо се сля, за да образува Луната.
Дали материалът от Тея е изгубен в космоса или е задържан като част от вътрешността на Луната е въпрос, който учените ще могат да проучат по-пълно благодарение на множеството мисии за връщане на проби, които ще се случват през следващите години. Те включват изпращането на астронавтите от НАСА обратно към лунната повърхност (Проект Артемида) и множество роувъри, изпратени от Китай (Чанг 5 и Чанг 6 мисии).
Тези и други загадки за единствения спътник на Земята имат голям шанс да бъде отговорено скоро!
