новости космоса
10267 17
30 октября 2013 14:06:04

Новая теория образования Луны

Молодая Луна могла быть смесью из жидкой и полутвердой магмы в течение сотен миллионов лет до того, как стала твердой – говорят учены.

Эта гипотеза очень отличается от широко распространенной и общепринятой модели образования Луны, которая утверждает, что Луна полностью расплавилась сразу после своего образования в результате столкновения молодой Земли с другим планетарным объектом около 4,5 млрд лет назад.

Согласно этой, преобладающей теории, этот океан магмы затем остыл и затвердел. Однако профессор Сара Руссел (Sara Russell),глава отдела минеральных и планетарных наук Музея Естественной Истории в Лондоне, не согласна с этой гипотезой.

Теория об океане магмы основана на самых первых исследованиях камней , которые собрали с поверхности Луны миссия НАСА Аполло и три Российских зонда. Миссии Аполло возвратились на Землю с 382 кг камней на борту, однако все образцы были собраны с относительно малой площади светлой стороны Луны – той стороны, которая постоянно повернута к Земле.

Таким образом, эти камни не обязательно представляют собой основную массу каменной поверхности Луны, и поэтому могли постоянно давать ученым искаженное представление о том, что на самом деле представляет собой лунная поверхность.

Вооружившись последними достижениями технического прогресса, такими, как инструмент лазерной абляции, Руссел изучила многочисленные лунные метеориты, которые откалывались от поверхности Луны, когда в нее врезались астероиды, возможно, и с темной, и со светлой стороны.

Согласно теории «океана магмы», после того, как собралась прото-луна, она была полностью расплавлена, и первые кристаллы, которые сформировались, были тяжелыми – минералы оливин и пироксен. Поэтому они опустились вниз, к ядру. В течение нескольких миллионов лет сформировались другие кристаллы – минералы анортиты, - это тот самый белый минерал, который сейчас виден на поверхности Луны. Относительная легкость анортитов позволила им подняться на поверхность и создала кору Луны, через очень небольшое время после образования спутника Земли. А через 1,5 млрд лет ожили вулканы, - из-за них образовались темные «лоскуты», которые сейчас видны на поверхности Луны.

Для того, чтобы эти вулканы могли сформироваться, океан магмы должен был уже застыть – этот процесс никак не мог занять больше, чем десятки миллионов лет.

Однако возраст доступных ученым образцов луны, - в основном камней, известных, как анортозиты, - 4,3 млрд. лет, что означает, они появились через 200 млн лет после образования Луны.

Но это бессмыслица, это просто не может быть так. Очень трудно держать океан магмы в жидком состоянии такое долгое время.

"Камни, которые мы видим на поверхности Луны сейчас – это не производные океана магмы, и мы не можем быть уверены в том, был ли он вообще, потому что у нас не сохранилось никаких камней того периода. Но на Луне действительно было много вулканов, и может быть, именно активная вулканическая деятельность является причиной формирования некоторых анортозитов".

Руссел утверждает, что Луна, возможно, не была полностью расплавлена – она могла быть активной и горячей, и процессы на ней происходили в течение намного более продолжительного периода времени, чем принято считать. Возможно, был не океан, а смесь магмы – жидкой и полутвердой, под твердой коркой. Внутренняя часть оставалась горячей, поэтому извержения вулканов на поверхность происходили в течение 200 млн лет.

Однако, не все готовы отказаться от сорокалетней теории «океана магмы»

"Конечно, все указывает на то, что образование лунной коры было более сложным, чем считалось когда-то. Однако, слишком рано отказываться от гипотезы океана магмы, потому что она многое объясняет. Нужны дальнейшие исследования, особенно на темной стороне Луны», - говорит Ян Кроуфорд (Ian Crawford), профессор астробиологии в Лондонском Университете.


(Добавил: alexandrash)

комментарии
1
Reject6668 · 30-10-2013

О каком столкновении с Землёй идет речь? Это уже доказано?
И вообще: Знайка из всем известной советской книжки тоже был сторонником "блинной теории". Очень даже правдоподобная теория. Это было почти тридцать лет назад. Прогресса в понимании формирования Луны нет.

2
Grego137 · 31-10-2013

Роман Носова явно старше, чем "почти тридцать лет". А "блинная теория" просто прекрасна в своей простоте и элегантности.

3
p777146 · 31-10-2013

На сколько сильно будет отличатся состав тёмной стороны Луны? И почему он должен отличатся? Только потому,что не виден с Земли?
Я с трудом представляю, как какое-то тело ( то что на картинке,видимо) выбивает кусок из Земли и он не разлетается на мелкие куски или "брызги", "куском" пристраивается и остаётся как спутник. Причём самым большим спутником в СС.
Луна-это обычное образование как Меркурий,Венера,только маленькое . В одно время образоыванное с другими, захваченное (попавшее в) притяжением Земли. ИМХО

4
ptuf109 · 31-10-2013

Татьяна Луна не самый большой спутник в СС (У Юпитера с Сатурном они побольше )и вся штука в том что гравитации Земли не хватит чтобы захватить такой объект как Луна. Теории объясняющей все нюансы образования Луны в настоящий момент нет. Общепринятая теория Американцев об ударном происхождении Луны имеет ряд спорных моментов которые не укладываются в её рамки и не имеют на сегодняшний момент объяснения.

5
Grego137 · 31-10-2013

Мне вот лично наиболее нравится версия Сорохтина в "Развитие Земли". Разрушение протолуны на пределе Роша без всяких столкновений.

6
p777146 · 31-10-2013

Ptuf, хорошо,Луна не самый большой спутник в СС,но относительно своей планеты самый большой, не захваченная, но попавшая в поле притяжения Земли, это действительно более вероятно,( в скобках у меня как второй вариант указан), в остальном, она действительно как маленькая планета- с ядром,корой. То ,что не всё укладывается в наше понимание(людское), так понимание ещё "детское". Про своё ,вообще, молчу

7
ptuf109 · 01-11-2013

Из планет внутренней части Солнечной системы, которые включают Меркурий, Венеру, Землю и Марс только Земля имеет массивный спутник – Луну. Спутники есть также у Марса: Фобос и Деймос, но это небольшие тела неправильной формы. Больший из них, Фобос, в максимальном измерении всего 20 км, в то время как диаметр Луны 3560 км.
Луна и Земля обладают разной плотностью. Это вызвано не только тем, что Земля имеет большие размеры и, следовательно, ее недра находятся под б?льшим давлением. Средняя плотность Земли, приведенная к нормальному давлению (1 атм) – 4.45 г/см3, плотность Луны – 3.3 г/см3. Различие обусловлено тем, что Земля содержит массивное железо-никелиевое ядро (с примесью легких элементов), в котором сосредоточено 32% массы Земли. Размер ядра Луны остается невыясненным. Но с учетом низкой плотности Луны и ограничения, налагаемого величиной момента инерции (0.3931) Луна не может содержать ядро, превосходящее 5% ее массы. Наиболее вероятным, исходя из интерпретации геофизических данных, считается интервал 1–3%, то есть радиус лунного ядра составляет 250–450 км.
К середине прошлого века сформировалось несколько гипотез происхождения Луны: отделение Луны от Земли; случайный захват Луны на околоземную орбиту; коаккреция Луны и Земли из роя твердых тел. Эта проблема до недавнего времени решалась специалистами в области небесной механики, астрономии и планетофизики. Геологи и геохимики в ней участия не принимали, поскольку о составе Луны до начала ее изучения космическими аппаратами ничего не было известно.
Уже в 30 гг. прошлого столетия было показано, что гипотеза отрыва Луны от Земли, выдвигавшаяся, кстати, Дж. Дарвиным, сыном Ч. Дарвина, несостоятельна. Суммарный вращательный момент Земли и Луны недостаточен для возникновения даже в жидкой Земле ротационной неустойчивости (потеря вещества под действием центробежной силы).
В 60-е гг. специалисты в области небесной механики пришли к выводу, что захват Луны на околоземную орбиту – крайне маловероятное событие. Оставалась гипотеза коаккреции, которая была разработана отечественными исследователями, учениками О.Ю. Шмидта В.С. Сафроновым и Е.Л. Рускол. Ее слабая сторона – неспособность объяснить разную плотность Луны и Земли. Изобретались хитроумные, но малоправдоподобные сценарии того, как Луна могла бы потерять избыточное железо. Когда стали известны детали химического строения и состава Луны, эта гипотеза была окончательно отвергнута. Как раз в середине 1970-х гг. появился новый сценарий образования Луны. Американские ученые А.Камерон и В. Уорд и одновременно В. Хартман и Д. Дэвис в 1975 г. предложили гипотезу образования Луны в результате катастрофического столкновения с Землей крупного космического тела, размером с Марс (гипотеза мегаимпакта). В результате огромная масса земной материи и частично материала ударника (небесного тела, столкнувшегося с Землей) расплавилась и была выброшена на околоземную орбиту. Этот материал быстро аккумулировался в компактное тело, которое стало Луной. Несмотря на кажущуюся экзотичность эта гипотеза стала общепринятой, поскольку она предлагала простое решение целого ряда проблем. Как показало компьютерное моделирование, с динамической точки зрения, столкновительный сценарий вполне осуществим. Сверх того, он дает объяснение повышенному значению углового момента системы Земля – Луна, наклону оси Земли. Легко объясняется и более низкое содержание железа в Луне, так как предполагается, что катастрофическое столкновение произошло после образования ядра Земли. Железо оказалось в основном сконцентрированным в ядре Земли, а Луна образовалась из каменного вещества земной мантии.

8
ptuf109 · 01-11-2013

Луна содержит во много раз меньше K, Na и других летучих элементов по сравнению с углистыми хондритами. Состав углистых хондритов рассматривается как наиболее близкий к первоначальному космическому веществу, из которого формировались тела Солнечной системы. В качестве «летучих» мы привычно воспринимаем соединения углерода, азота, серы и воду, которые легко испаряются при прогреве до температуры 100–200оС. При температурах 300–500оС, в особенности в условиях низких давлений, например, при соприкосновении с космическим вакуумом, летучесть свойственна элементам, которые мы обычно наблюдаем в составе твердых веществ. Земля тоже содержит мало летучих элементов, но Луна заметно обеднена ими даже по сравнению с Землей.
Казалось бы в этом нет ничего удивительного. Ведь в соответствии с ударной гипотезой предполагается, что Луна образовалась в результате выброса расплавленного вещества на околоземную орбиту. Понятно, что при этом часть вещества могла испариться. Все бы хорошо объяснялось, если бы не одна деталь. Дело в том, что при испарении происходит явление, называемое фракционированием изотопов. Например, углерод состоит из двух изотопов 12С и 13С, кислород имеет три изотопа – 16О, 17О и 18О, элемент Mg содержит стабильные изотопы 24Mg и 26Mg и т.д. При испарении легкий изотоп опережает тяжелый, поэтому остаточное вещество должно обогатиться тяжелым изотопом того элемента, который был утрачен. Американский ученый Р. Клейтон с сотрудниками показал экспериментально, что при наблюдаемой потере калия Луной отношение 41K/39K должно было бы измениться в ней на 60‰ . При испарении 40% расплава изотопное отношение магния (26Mg/24Mg) изменилось бы на 11–13‰, а кремния (30Si/28Si) – на 8–10‰. Это очень большие сдвиги, если учесть, что современная точность измерения изотопного состава этих элементов не хуже 0.5‰. Между тем никакого сдвига изотопного состава, то есть каких-либо следов изотопного фракционирования летучих в лунном веществе не обнаружено.
Возникла драматическая ситуация. С одной стороны импактная гипотеза была провозглашена незыблемой, особенно в американской научной литературе, с другой – она не совмещалась с изотопными данными.
Р. Клейтон (1995 г.) отмечал: «Эти изотопные данные несовместимы почти со всеми предложенными механизмами обеднения летучими элементами путем испарения конденсированного вещества». Х. Джонс и Х. Палме (2000 г.) заключили, что «испарение не может рассматриваться в качестве механизма, приводящего к обеднению летучими из-за неустранимого изотопного фракционирования».

9
p777146 · 01-11-2013

Ptuf, целый научный трактат!
А,где твоё "резюме"?
Я вот,что думаю- не могла Земля захватить,удержать...но мы таки имеем Луну и Земля "держит", даже
когда Солнце "отнимает"!
Удержала значит.

10
ptuf109 · 01-11-2013

Татьяна я не настолько умный- это выдержки из научной статьи на тему происхождения Луны

11
ptuf109 · 01-11-2013

Вещество Луны, как следует из изотопных данных, строго родственно веществу Земли. Действительно, изотопные составы образцов Луны и Земли лежат на одной линии в координатах δ18О и δ17О (отношение изотопов кислорода 17O и 18O к 16O). Так ведут себя образцы, принадлежащие одному и тому же космическому телу. Образцы других космических тел занимают другие линии. До тех пор, пока Луна считалась образовавшейся из вещества мантии, совпадение изотопных характеристик свидетельствовало в пользу этой гипотезы. Однако, если вещество Луны в существенной мере образовано из вещества неизвестного небесного тела, совпадение изотопных характеристик уже не поддерживает ударную гипотезу.

12
ptuf109 · 01-11-2013

Это статья Э.М. Галимова из Научно популярного Журнала РАН "Земля и Вселенная"

13
elena184 · 01-11-2013

А,почему бы не предположить,что Земля раньше была размером по первоначальную орбиту Луны.Надо учитывать.что Луна удаляется.И,Луна образовалась из так сказать верхних слоёв этой большой планеты.Но,только не при помощи центробежной сил,а при изменении размера большой планеты.

14
ptuf109 · 01-11-2013

"А,почему бы не предположить,что Земля раньше была размером по первоначальную орбиту Луны.Надо учитывать.что Луна удаляется.И,Луна образовалась из так сказать верхних слоёв этой большой планеты.Но,только не при помощи центробежной сил,а при изменении размера большой планеты."
Потому что данная теория на уровне детского сада- планета раньше была большой, но потом сдулась как воздушный шарик.

15
elena184 · 01-11-2013

Это Вы,дискутируете на уровне детского сада,не пытаясь даже выяснить подробности,извините,как ребёнок толкаете.

16
elena184 · 01-11-2013

Не по теме.Кстати.ptuf,возвращаясь к нашим прошлым дебатам,я дала определение катализатора пространства,на своей странице.

17
Иван147 · 02-11-2013

На фото новостью выше видно,как рядышком формируются две планеты - большая и маленькая, планета со своим спутником.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!