Луна подверглась «переплавке» 4,35 миллиарда лет назад
Изменение лунной поверхности добавляет еще одну деталь к тайне истинного возраста Луны
Считается, что Луна образовалась в результате столкновения Земли и планеты Тейя, которая была размером с Марс. Это событие, как полагают, произошло около 4,35 миллиарда лет назад, на основе датирования пород, доставленных с Луны.
Однако определенные свидетельства, такие как возраст некоторых минералов на поверхности Луны, говорят о том, что Луне может быть около 4,51 миллиарда лет. Это может означать, что она появилась примерно через 200 миллионов лет после формирования Солнечной системы.
Некоторые ученые скептически относятся к идее формирования Луны 4,35 миллиарда лет назад. В ранние дни существования Солнечной системы планетезимали и планетарные тела сталкивались, образуя планеты. Через 200 миллионов лет большая часть этого материала осела в более крупных телах. Из-за этого ученые, моделирующие эволюцию Солнечной системы, считают маловероятным, что столь масштабное столкновение могло сформировать Луну так поздно в этом процессе.
В новом исследовании профессор Калифорнийского университета в Санта-Крус Фрэнсис Ниммо и его коллеги предлагают возможное объяснение разницы в возрасте Луны. Они предполагают, что около 4,35 миллиарда лет назад Луна подверглась «переплавке» из-за приливного притяжения Земли, что вызвало значительную геологическую активность и интенсивный нагрев. Эта переплавка могла «сбросить» возраст лунных пород, фактически скрыв истинный возраст Луны.
Исследователи предполагают, что событие переплавки, вызванное изменением орбиты Луны, может объяснить, почему многим лунным породам, включая те, что были собраны миссиями Apollo, около 4,35 миллиарда лет.
Вместо того, чтобы эти породы образовались во время первоначального затвердевания Луны, они могли быть переплавлены позже. Используя моделирование, авторы исследования показывают, что приливной нагрев от земного притяжения мог быть достаточно сильным, чтобы вызвать переплавку около 4,35 миллиарда лет назад, фактически «сбросив» видимый возраст лунных образцов.
Исследовательская группа сравнивает гипотетическое событие переплавки Луны с вулканической активностью на спутнике Юпитера Ио, самом вулканически активном теле в Солнечной системе. Как и Ио, который испытывает приливные силы, вызывающие вулканические извержения, ранняя Луна могла подвергнуться широкомасштабной вулканической активности из-за аналогичного приливного нагрева от Земли.
Ученые также предполагают, что переплавка может объяснить, почему наблюдается меньше лунных ударных бассейнов от ранних метеоритных бомбардировок, чем ожидалось, поскольку они были бы стерты во время нагревания. Основываясь на этой идее, исследователи предполагают, что формирование Луны произошло в период между 4,43 и 4,53 миллиардами лет назад.
По словам ученых, следующий этап исследований будет включать более сложные моделирования, которые уточнят понимание того, как приливное нагревание могло сбросить геологические часы Луны. Это и дополнительные лунные образцы из будущих миссий должны пролить больше света на истинный возраст Луны.
«По мере поступления новых данных, особенно от текущих и будущих лунных миссий, понимание прошлого Луны будет продолжать развиваться», — сказал Фрэнсис Ниммо. «Мы надеемся, что наши выводы вызовут дальнейшее обсуждение и исследование, что в конечном итоге приведет к более ясной картине места Луны в более широкой истории нашей Солнечной системы».
Статья была опубликована в журнале Nature. (DOI: 10.1038/s41586-024-08231-0)