Челябинский метеорит мог участвовать в столкновении, в результате которого образовалась наша Луна

Метеор, взорвавшийся в небе над Челябинском, Россия, в 2013 году, мог быть также каким-то образом причастен к гигантскому столкновению, в результате которого образовалась Луна.

Этот заманчивый вывод был сделан благодаря новому способу датировки столкновений между камнями в космосе, основанному на микроскопическом анализе минералов внутри метеоритов. Несмотря на необходимость дальнейших исследований, этот метод может дать нам новый зонд для понимания бурной ранней истории Солнечной системы и того, как она превратилась в свою нынешнюю форму.

"Возраст падения метеоритов часто вызывает споры", - сказал геофизик Крейг Уолтон из Кембриджского университета в Великобритании.

"Наша работа показывает, что для более точного определения истории падения необходимо использовать множество доказательств - почти как при исследовании древнего места преступления".

Астероиды и метеориты часто изучаются как капсулы времени формирования Солнечной системы, примерно 4,5 миллиарда лет назад. Это связано с тем, что когда Солнечная система формировалась из диска пыли и газа, вращающегося вокруг новорожденного Солнца, планеты образовались в результате неоднократных столкновений более мелких камней.

Здесь, на Земле, как и на других планетах, эту историю проследить крайне сложно, поскольку геологические и погодные процессы переписали ее. Даже крупные поверхностные удары могут быть скрыты.

Астероиды, с другой стороны, инертны и могут парить в пустоте космоса, оставаясь более или менее неизменными, пока не попадут в гравитационный колодец Земли и не упадут на планету в виде метеорита.

У нас есть некоторые способы датировки древних столкновений по минералам, найденным в метеоритах. Один из них - уран-свинцовое датирование кристаллов циркона. При формировании циркон включает в себя уран, но сильно отвергает свинец. Поэтому любой свинец, обнаруженный в цирконе, должен быть продуктом радиоактивного распада урана. Мы знаем, как долго уран распадается, поэтому можем определить возраст циркона по содержанию свинца.

Кроме того, удар может даже частично или полностью "сбросить" радиоизотопный возраст минералов. Имея в руках этот инструмент, ученые ранее обнаружили, что Челябинский метеорит пережил два столкновения, одно из которых произошло около 4,5 миллиарда лет назад, а другое - около 50 миллионов лет назад.

Уолтон и его коллеги хотели подтвердить эти даты, изучив, как фосфатные минералы в метеорите разрушались при последовательных ударах.

"Фосфаты в большинстве примитивных метеоритов являются фантастической мишенью для датировки ударных событий, пережитых метеоритами на их родительских телах", - говорит геофизик Сен Ху из Китайской академии наук в Китае.

Взяв для сравнения новую датировку по урановому свинцу, исследователи изучили микроскопические детали разрушения фосфатных минералов и влияние нагрева, вызванного ударом, на кристаллическую структуру.

Они обнаружили, что более ранний удар, произошедший 4,5 миллиарда лет назад, раздробил фосфатные минералы на мелкие кусочки и подверг их воздействию высоких температур. Более поздний удар был менее сильным, с более низким давлением и температурой. Полученные командой результаты позволяют предположить, что этот удар произошел менее 50 миллионов лет назад.

Они также считают, что, скорее всего, именно это столкновение откололо метеорит от его более крупного родительского тела и направило его на столкновение с Землей.

Результаты более раннего столкновения подтверждают предыдущие свидетельства того, что в период с 4,48 до 4,44 миллиарда лет назад в космосе происходило много высокоэнергетического раздробления горных пород. Эти временные рамки важны, поскольку они могут совпадать с двумя отдельными крупными периодами формирования Солнечной системы: миграцией планет-гигантов или древним столкновением, в результате которого, по мнению ученых, откололся кусок младенческой Земли и образовалась Луна.

"Тот факт, что все эти астероиды регистрируют интенсивное плавление в это время, может указывать на реорганизацию Солнечной системы, либо в результате формирования Земли и Луны, либо, возможно, в результате орбитальных движений гигантских планет", - сказал Уолтон.

Миграция планет подразумевает, что планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран) формируются дальше от Солнца, чем их нынешнее положение, и со временем перемещаются ближе. Это движение вызвало бы сильные гравитационные возмущения в ранней Солнечной системе, что привело бы к большому количеству столкновений между камнями.

Согласно сценарию образования Луны, тело размером с Марс врезалось в Землю примерно 4,5 миллиарда лет назад (плюс-минус), выбросив в космос кучу материала, который скопился и образовал Луну. Этот выброс привел бы к увеличению числа столкновений.

Следующим шагом в исследовании, по словам команды, будет пересмотр времени формирования Луны, что должно пролить больше света на эту увлекательную загадку.

Исследование было опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.