Луна давным-давно забрала что-то из глубин Земли, и ученые могут это доказать

Земля и ее Луна - уникальное явление в Солнечной системе. Земля - единственная планета с одной луной, и эта луна довольно влиятельна. Фактически, без Луны жизнь на Земле могла бы и не возникнуть, как предполагают некоторые исследования.

В сочетании с соотношением размеров, не похожим ни на одну другую планетно-лунную систему, которую мы видели - Луна чуть больше четверти размера Земли - ученые, естественно, заинтересовались тем, откуда вообще взялась Луна.

Многие из них, например, картофелеобразная пара камней, вращающихся вокруг Марса, являются захваченными астероидами.

Однако ученые считают, что история происхождения Луны - это история огня и ярости: огромные брызги обломков, вырвавшихся из еще теплой, едва сформировавшейся Земли в результате мощного столкновения с планетой размером с Марс, названной Тейя, около 4,5 миллиардов лет назад. Эти обломки, как гласит теория, слились воедино и образовали наш спутник.

Теперь у нас есть новые доказательства этого бурного рождения.

Изотопы благородных газов - гелия и неона - в лунных метеоритах, найденных в Антарктиде, совпадают с изотопами, обнаруженными в солнечном ветре, который никогда не подвергался его воздействию. Это, а также концентрация изотопов аргона, говорит о том, что эти газы были унаследованы от Земли, когда два тела были единым целым, давным-давно.

"Обнаружение впервые солнечных газов в базальтовых материалах Луны, которые не связаны с каким-либо воздействием на лунную поверхность, стало таким захватывающим результатом", - сказала космохимик Патриция Уилл, ранее работавшая в ETH Zurich в Швейцарии, а теперь в Вашингтонском университете в Сент-Луисе.

Непосредственное изучение состава Луны - дело непростое. Мы не были там с 1972 года, и собранных образцов очень мало.

Однако Луна иногда приходит к нам в виде метеоритов, которые выбрасываются в нашу сторону, когда что-то большое врезается в поверхность.

Этих лунных метеоритов, или лунаитов, было найдено несколько сотен, о которых мы знаем, и которые были найдены по всему миру.

Объектом исследования Уилла и ее коллег стали шесть фрагментов, найденных в Антарктиде. Все эти фрагменты являются частью одного и того же исходного метеороида и состоят из очень специфической породы: нерасщепленного - то есть не "фруктового пирога" из нескольких типов пород, как многие метеориты - базальта с вулканической равнины на Луне.

Эта порода образовалась, когда магма сочилась вверх из недр Луны и быстро остывала, покрываясь все новыми слоями базальта, и таким образом была защищена от окружающей среды - включая космические лучи и солнечный ветер. Когда базальт остыл, частицы вулканического стекла сформировались и кристаллизовались, и остались там, под лунной поверхностью.

Там камень лежал до тех пор, пока не произошел удар, достаточно мощный, чтобы лунные породы полетели на Землю. Такой удар должен был быть относительно большим и глубоко пробить лунную поверхность, чтобы добраться до породы, которая не обнажалась в течение веков.

Чтобы найти их секреты, исследовательская группа изучила лунаиты с помощью масс-спектрометра инертных газов в Лаборатории благородных газов ETH Zurich. Этот прибор является одним из самых мощных в мире - и, по словам исследователей, единственным, который способен их обнаружить.

Команда обнаружила, что субмиллиметровые частицы стекла в базальте сохранили изотопные сигнатуры гелия и неона, как крошечные капсулы времени. Эти сигнатуры были такими же, как и в солнечном ветре, но были обнаружены в гораздо большем количестве, чем ожидалось.

Поскольку базальт не подвергался воздействию солнечного ветра, газы должны были поступать из других мест.

Команда обнаружила, что соотношение изотопов неона очень похоже на соотношение изотопов неона в мантийных плюмах Земли, глубоких восходящих потоках горячего расплава, которые представляют собой резервуары материала глубоко внутри Земли, которые, вероятно, не нарушались с момента образования планеты 4,5 миллиарда лет назад. Это сходство позволяет предположить, что газы пришли с Земли, заключили исследователи.

Это открытие может вызвать новый интерес к изучению благородных газов в метеоритах, а также более пристальный взгляд на то, что еще может быть заперто в других лунных породах, которые ранее не были обнаружены, но теперь находятся в пределах досягаемости, например, водород и галогены.

"Хотя такие газы не являются необходимыми для жизни, было бы интересно узнать, как некоторые из этих благородных газов пережили жестокое и бурное формирование Луны", - сказал геохимик Хеннер Буземанн из ETH Zurich.

"Такие знания могут помочь ученым в области геохимии и геофизики создать новые модели, которые покажут в более общем виде, как такие наиболее летучие элементы могут пережить формирование планет в нашей Солнечной системе и за ее пределами".

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.