Может ли Луна быть осколком Земли? Ученые пересматривают теорию происхождения спутника Земли и земной воды

Новое исследование изотопного состава лунного грунта ставит под сомнение классическую теорию происхождения естественного спутника Земли. Ученые из Гёттингенского университета и Института Макса Планка обнаружили, что изотопный «отпечаток» кислорода на Луне и Земле практически идентичен, что невозможно объяснить сценарием столкновения двух полноценных планет. Это открытие, названное в научной среде «изотопным кризисом», заставляет переписывать историю формирования системы Земля-Луна.

Изотопное тождество как вызов теории гигантского удара

Вместо моделирования компьютерных симуляций, исследователи провели сотни замеров образцов лунных пород и земных минералов, сосредоточившись на изотопе кислорода-17 (17O). Выяснилось, что его содержание в материале обоих небесных тел совпадает с точностью, исключающей случайность. По канонической теории, после столкновения протопланеты Тейя с юной Землей, Луна должна была сформироваться преимущественно из вещества Тейи, что привело бы к различиям в изотопном составе. Отсутствие этих различий требует радикального пересмотра модели.

Тейя как «металлический снаряд»

Чтобы объяснить парадокс, ученые выдвинули гипотезу о том, что Тейя не была полноценной планетой с каменной мантией. Предполагается, что после серии предыдущих столкновений она превратилась в металлическое ядро, лишенное внешней оболочки. Удар такого «пушечного ядра» о Землю привел к выбросу в космос вещества исключительно из земной мантии, из которого и сформировалась Луна. Сама же Тейя, вероятно, «утонула» в недрах нашей планеты, увеличив массу ее ядра. Эта модель объясняет как химическое родство спутника с Землей, так и аномально большой размер земного ядра.

Пересмотр происхождения воды на Земле

Результаты исследования также бросают вызов теории «позднего венца», согласно которой вода была занесена на Землю метеоритами уже после образования Луны. Если бы это было так, изотопный состав кислорода на Земле и Луне неизбежно различался бы, чего не наблюдается. Отсюда следует, что вода присутствовала на нашей планете с самого начала ее аккреции. Роль первичного источника воды, по мнению авторов работы, могли сыграть энстатитовые хондриты — тип метеоритов, изотопно идентичных Земле и содержащих достаточное количество летучих соединений. Новая гипотеза не ставит точку в дискуссии, но меняет парадигму. Если Луна — это буквально кусок древней Земли, вырванный космическим катаклизмом, а вода была частью планеты изначально, это радикально меняет наши представления об эволюции внутренних планет Солнечной системы. Вопрос о том, была ли Тейя «голым» ядром или имела иную природу, теперь станет центральным для планетологов.