Источник: NASA/JPL-Caltech
В результате сильного столкновения, произошедшего почти 4,5 миллиарда лет назад, также образовалась Луна.
Оказалось, что Луна образовалась в результате чрезвычайно сильного лобового столкновения Земли с ранним планетарным эмбрионом под названием Тейя, примерно через 100 миллионов лет после того, как Земля была сформирована.
Ученые уже знали, что столкновение произошло почти 4,5 миллиарда лет назад, но многие считали, что Земля столкнулась с Тейей под углом не менее 45 градусов — то есть это был "боковой удар", подобный тому, что показан на видео.
Однако новые данные из отчета, подготовленного геологами Калифорнийского университета (опубликованного в журнале Science), подкрепляют теорию лобового столкновения.
Для исследования команда проанализировала семь камней, доставленных на Землю с Луны миссиями "Аполлон-12, 15 и 17", а также шесть вулканических пород, сформировавшихся в мантии Земли — пять из Гавайев и одну из Аризоны.
Чтобы восстановить картину столкновения, команде пришлось выявить химические признаки в атомах кислорода из горных пород. Кислород составляет 90 процентов объема горных пород и 50 процентов их веса, и более 99,9 процента кислорода на Земле — это разновидность или изотоп кислорода, имеющий восемь протонов и восемь нейтронов (сокращенно называемый O-16).
Есть также небольшое количество более тяжелых изотопов кислорода, O-17 и O-18, которые имеют один и два дополнительных нейтрона соответственно. На самом деле Земля, Марс и другие объекты нашей Солнечной системы имеют уникальное соотношение изотопов O-17 и O-16 — точно так же, как люди имеют разные отпечатки пальцев.
В 2014 году группа ученых из Германии обнаружила, что Луна обладает собственным уникальным соотношением изотопов кислорода — отличным от земных пород. Однако новое исследование Калифорнийского университета не подтвердило эти выводы.
"Мы не видим разницы между изотопами кислорода Земли и Луны, они неотличимы", — прокомментировал Эдвард Янг, ведущий автор нового доклада и профессор геохимии и космохимии Калифорнийского университета.
Результаты исследования показали, что кислород, содержащийся в горных породах на Земле и Луне, химически одинаков.
Если бы Земля и Тейя столкнулись под углом 45 градусов с "боковым ударом", как считалось ранее, большая часть Луны должна была бы состоять из обломков Тейи, что означало бы, что у нее было бы другое соотношение изотопов кислорода. Однако в результате столкновения химический состав двух тел должен был быть схожим.
"Тейя должна была тщательно перемешаться как с Землей, так и с Луной и равномерно рассеяться между ними", — говорит Янг. "Это объясняет, почему мы не видим разницы между камнями теи на Луне и на Земле".
К сожалению, формирующаяся молодая протопланета Тея не пережила столкновения, и ее останки сегодня образуют нашу планету и ее естественный спутник. Если бы столкновения не произошло, она, вероятно, стала бы планетой, похожей по размеру на Марс или Землю, и наша Солнечная система была бы богаче за счет дополнительной планеты.
