Луна - отколовшийся кусок Земли?

Даже небольшая разница в химическом составе лунных и земных пород может указать на правильную версию происхождения нашего естественного спутника. Исследователи в попытках установить биографию Луны изучили образцы её грунта и обнаружили, что в нём содержится несколько большее количество редкого изотопа кислорода-17, чем в земных образцах.

"Это меняет суть дела. Если разница в распространённости химических элементов на Земле и на Луне крайне мала, но отлична от нуля, учёные обязаны об этом знать", — говорит планетолог Робин Канеп (Robin Canup), именитая исследовательница геологии Луны, которая не принимала участия в новой работе.

Большинство учёных считают, что Луна сформировалась в первые дни существования Солнечной системы, около 4,5 миллиардов лет назад, когда крупная протопланета врезалась в молодую Землю. Обломки нашей планеты, оставшиеся после столкновения, вышли на орбиту Земли и притянулись друг к другу, в результате чего возникло новое небесное тело — Луна.
Если эта теория верна, то анализ химического состава выявил бы некую разницу между породами Земли и её спутника, поскольку на Луне осталось бы больше камней от протопланеты, спровоцировавшей формирование Луны.

Основная теория гласит, что Луна сформировалась из обломков, оставшихся после столкновения Земли с некой протопланетой (иллюстрация Dana Berry, Robin Canup, SWRI).
"Большой загадкой для нас была сильная схожесть химического состава лунных и земных пород. Сценарий столкновения Земли с протопланетой объяснил бы всё, но его сначала нужно было доказать, обнаружив хоть минимальную разницу в химии нашей планеты и её спутника", — рассказывает соавтор исследования Дэниел Герварц (Daniel Herwartz) из университета Кёльна в Германии.

Герварц и его коллеги решили изучить изотопы кислорода, поскольку именно этот элемент чаще всего указывает на историю формирования спутников и планет. Предыдущие работы планетологов не выявили серьёзной разницы в содержании различных изотопов кислорода у Земли и Луны, но авторы нового исследования всё же смогли кое-что обнаружить.

Учёные использовали чрезвычайно точный метод на основе лазерной технологии для измерения содержания изотопов кислорода в нескольких земных породах, метеоритах и трёх лунных образцах, собранных астронавтами миссии "Аполлон". Как выяснилось, в отличие от пород Земли, в лунных камнях содержалось изотопа кислорода-17 на 12 частей на миллион больше.
Эта разница крайне мала, поэтому её раньше никто не замечал, но её достаточно для убедительного доказательства теории.

Герварц поясняет, что протопланета, столкнувшаяся с Луной, возможно, была химически подобна классу метеоритов, называемых энстатитовыми хондритами. Эти небесные тела по составу похожи на Землю, по крайней мере, в вопросах содержания кислорода.

Многие планетологи, не принимавшие участия в данном исследовании, утверждают, что Герварц и его коллеги не сообщили ничего нового. Они полагают, что небольшая разница в изотопах кислорода не даёт никаких новых доказательств теории формирования Луны при столкновении.
После выхода научной статьи в журнале Science, группа Герварца занялась компьютерным моделированием. Его результаты покажут, как именно могло проходить столкновения небесных тел и почему разница в химии Земли и Луны оказалась столь незначительной.