Луна состоит из земной материи почти полностью - астрономы

Идентичное соотношение изотопов титана в земных породах и в недрах Луны указывают на то, что спутник Земли практически полностью составлен из той же материи, из которой образовалась наша планета на заре Солнечной системы.

Об этом заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

Большинство астрономов считает, что Луна образовалась в результате столкновения Тейи, протопланетного тела, с "зародышем" Земли. Во время этого процесса она разрушилась, и появилась Луна в результате "слепления" ее обломков с частицами земной материи, которые были выброшены в результате удара. По разным оценкам, как минимум, 40% материи Луна унаследовала от Тейи, и до 60% - от Земли.

Группа астрофизиков под руководством Цзюнь-Цзюнь Чжан из университета Чикаго (США) поставила под сомнение истинность этой гипотезы, сравнив соотношение изотопов титана в земных и лунных породах.

По словам планетологов, соотношение двух редких изотопов титана - "легкого" титана-47 и "тяжелого" титана-50 - остается одинаковым для всех земных пород, в которых присутствуют атомы этого металла. 

Метеориты и другие "космические" камни содержат совершенно иное соотношение изотопов титана, и это дает основания полагать, что соотношение титана-47 и титана-50 было заложено еще во время рождения Солнечной системы и формирования первых протопланетных тел и астероидов.

Авторы статьи проанализировали соотношение изотопов титана в пяти образцах земных пород, 27 метеоритах-хондритах и в 24 фрагментах, извлеченных из недр Луны.

Как и ожидалось, соотношение изотопов в земных минералах было идентичным во всех случаях - максимальное отклонение составляло лишь сотые доли процента. В метеоритах наблюдался большой разброс значений, которые отличались друг от друга в 5-6 раз, в зависимости от типа объектов.

К удивлению исследователей, лунные образцы были практически неотличимы по соотношению титана-50 и титана-47 от их земных "коллег". Ученые зафиксировали некоторые различия, однако большинство из них находились на грани чувствительности приборов и потому не заслуживали доверия. 

По словам астрономов, такие небольшие различия могли возникнуть в результате "бомбардировки" нейтронами в то время, пока образцы покоились на поверхности Луны.

Практически идентичное соотношение изотопов титана идет вразрез с большинством интерпретаций столкновения Земли и Тейи. Как утверждают исследователи, "землеподобность" лунных недр могла возникнуть или в случае крайне неправдоподобных условий формирования Луны, при сверхмедленной скорости охлаждения останков Тейи и осколков земных пород, или при очень интенсивном "перемешивании" материи в диске аккреции.

По мнению авторов статьи, наиболее реалистичным сценарием выглядит гипотеза так называемой "ледяной" Тейи. Согласно этому предположению, Тейя сформировалась в холодной части протопланетного диска Солнечной системы и состояла практически полностью из льда и других легких элементов. 

При столкновении с Землей вода и газы испарились, и Луна сформировалась, большей частью, из материи нашей планеты. Тем не менее, эту гипотезу еще предстоит проверить при помощи моделирования, заключают исследователи.