Информационный портал

«Ключи к исследованию древней истории Земли лежат на Луне». Горняки познакомились с новой гипотезой возникновения спутника нашей планеты

22.10.18

Студенты и сотрудники Уральского государственного горного университета стали участниками телемоста, организованного Межвузовским академическим центром навигации по специальностям горно-геологического профиля, который располагается на базе Государственного геологического музея им. В.И. Вернадского РАН.

Телемост объединил десятки университетов со всей России, где прошла трансляция лекции выдающегося ученого, научного руководителя Института геохимии и аналитической химии РАН Эрика Галимова на тему «Система Земля – Луна», посвященная новой гипотезе создания этой системы.

«Во всех отношениях исследование Луны может дать очень многое для изучения геологии Земли. У нас нет пород, которые образовались в первые 600-700 млн лет геологической жизни Земли, а ведь это время возникновения атмосферы, океана, появления жизни – очень важный период, но от него не осталось никаких свидетельств. А на Луне есть породы возрастом 4-4,5 млрд лет. В значительной степени ключи к исследованию древней истории Земли лежат на Луне», – отметил академик, подчеркнув, что изучение спутника нашей планеты имеет большое практическое значение.

По его словам, в будущем Луна может стать главным космодромом и форпостом изучения Вселенной и предотвращения астероидной опасности. Кроме того, Луна богата полезными ископаемыми, что позволит развивать на ней металлургическую промышленность и изготавливать конструкции космических аппаратов, поставляя с Земли только высокотехнологичные части. Еще один важный пункт футуристических проектов освоения Луны обусловлен тем, что она является источником гелия-3 – экологически чистого и уникального по своей эффективности термоядерного топлива.

Свет на возможности использования спутника Земли в будущем может пролить ее прошлое. С началом космической эры ученым удалось изучить образцы лунных пород. Выяснилось: по минеральному составу они очень близки к земным, но большое количество тугоплавких элементов указывало на то, что Луна в своей истории претерпела гораздо более высокотемпературную стадию, чем Земля. Еще одно важное отличие в содержании железа: на Луне его гораздо меньше.

Важным аспектом исследования стало изучение изотопного состава Луны, показавшего, что Луна и Земля родственны и происходят из одного источника.

Эти данные легли в основу гипотезы, которая была выдвинута в 70-е годы и до сих пор считается одной из основных версий происхождения Луны. Американские ученые предположили, что Земля столкнулась с огромным по массе объектом, в результате чего на околоземную орбиту был выброшен расплав, аккумулировавшийся затем в планетное тело. Эта теория объясняет и одинаковый изотопный состав Земли и Луны, и обедненность Луны железом, поскольку все железо было сконцентрировано в ядре Земли.

Однако, отмечает Эрик Михайлович, более точные исследования динамики этого процесса показали, что Луна образовалась не из мантии Земли, а из вещества тела, ударившего Землю. Но в таком случае Луна сформировалась из чужеродного материала и схожесть ее изотопного состава с земным превращается из аргумента в поддержку гипотезы в контраргумент.

Попыткам объяснения данного обстоятельства препятствовал тот факт, что для Луны и Земли тождественны изотопы не только кислорода, но и тугоплавких веществ. Это заставило научное сообщество задуматься о разработке альтернативных гипотез. Академик Эрик Галиев вошел в коллектив авторов, создавших новую теорию возникновения системы Земля – Луна.

«Луна появилась не в результате столкновения, а из-за сжатия и последующей фрагментации газо-пылевого сгущения, которое образовалось на ранней стадии – практически в момент возникновения Солнца. Эти сгущения располагались на орбите Солнца. По мере того, как газ (в первую очередь водород) выдувался, происходило сжатие сгущения, это приводило к уплотнению его внутренней части и, возможно, фрагментации», – рассказывает ученый.

Гипотеза описывает и возможный механизм утраты Луной железа: в первичном веществе – углистом хондрите – железо находится в форме оксида и при нагревании очень быстро испаряется, что было подтверждено экспериментами.

Фактор испарения существенно повышает и вероятность фрагментации, поскольку при воздействии только гравитационных сил сжатие приводит к образованию лишь одного центрального объекта. Согласно теории российских ученых в результате сформировались два высокотемпературных зародыша неравной массы. Более крупный фрагмент рос быстрее, в итоге соотношение двух образований составило 1 к 80, что соответствует соотношению нынешних размеров Земли и Луны. При этом Луна в отличие от Земли сохранила свой высокотемпературный облик. Схожесть изотопного состава двух тел объясняется единым источником их происхождения – газо-пылевым сгущением.

«Можно задаться вопросом: почему Луна не отличается по изотопному составу от Земли, ведь она потеряла больше летучих, а значит, должно было произойти фракционирование изотопов, хотя бы небольшое? И, следовательно, изотопный состав ушедшего вещества и оставшегося должен отличаться, но мы видим, что никакой разницы в составах Луны и Земли нет. Дело в том, что изотопный эффект наблюдается при испарении с открытых поверхностей, но если это дисперсная система (а она существовала длительное время), то испарение происходит во внутреннее пространство. При этом наступает равновесный изотопный эффект, который пренебрежимо мал, особенно при высоких температурах», – сообщил Эрик Михайлович.

Академик подчеркнул, что это наиболее аргументированный сценарий образования системы Земля – Луна. А если Луна и Земля образовались из газо-пылевого облака, то это должно в равной степени относиться и к другим планетам. Но современные теории описывают возникновение твердых тел путем аккумуляции, соударения и не допускают существования газо-пылевого сгущения. «Решение одной проблемы ставит перед нами проблемы еще более сложные – создание новой общей теории образовании планет», – отметил лектор.

Гипотеза российских ученых изложена в монографии, опубликованной на английском языке. Эрик Галиев отметил, что авторы собираются издать ее русскоязычную версию, но точные сроки выхода исследования еще не известны.



Количество просмотров
148