Луна появилась во время гигантского столкновения Земли с планетой размером с Марс 4,5 миллиарда лет назад – открытие ученых
04:55
02.11.2023
В новом исследовании говорится, что столкновение не только создало Луну, но и похоронило реликвии Тейи глубоко в мантии Земли.
Это тайна, которая занимала человечество на протяжении сотен лет — как именно появилась наша Луна?
С 1970-х годов астрономы подозревали, что наш естественный спутник был создан, когда гигантская протопланета под названием Тейя столкнулась с ранней Землей (Gaia).
Природа этого столкновения и то, что произошло сразу после него, является предметом споров, и некоторые ученые предполагают, что оно создало огромное облако обломков, которые со временем слились в Луну.
Теперь были обнаружены новые доказательства, которые подтверждают теорию столкновения 4,5 миллиарда лет назад, а также раскрывают довольно удивительный факт о нашей собственной планете.
В новом исследовании говорится, что столкновение не только создало Луну, но и похоронило реликвии Тейи глубоко в мантии Земли, которые в конечном итоге помогли сформировать Гавайи и Исландию.
Исследователи во главе с Калифорнийским технологическим институтом заявили, что эти реликвии протопланеты размером с Марс должны были быть тысячи миль в поперечнике.
Они считают, что плотный материал опустился в нижнюю часть мантии Земли, где он собрался вместе, чтобы сформировать тяжелые сгустки над ядром нашей планеты, которые существуют до сих пор.
К такому выводу ученые пришли с помощью компьютерного моделирования, целью которого было объяснить, почему глубоко в недрах Земли существует массивная аномалия.
В основании мантии нашей планеты есть две области, которые необычны и отличаются от остальной части слоя.
Известные как Большие провинции с низкой скоростью (LLVP), одна из них расположена под Африканской тектонической плитой, а другая — под Тихоокеанской тектонической плитой.
Их существование было установлено, когда геологи обнаружили, что сейсмические волны резко замедляются на глубине 1800 миль (2900 км) в этих двух регионах, которые отличаются от других частей Земли.
Ученые считают, что материал в этих LLVP на 2-3,5 процента плотнее, чем окружающая мантия.
Эти регионы важны, потому что они сыграли ключевую роль в эволюции мантии, что, в свою очередь, повлияло на формирование суперконтинентов и тектонических плит Земли.
Однако, как они появились, остается загадкой.
Зная о теории формирования Луны, ведущий автор Цянь Юань и его коллеги пришли к идее, что LLVP могли развиться из небольшого количества теянского материала, который вошел в нижнюю мантию Гайи.
Чтобы подтвердить это, они попросили профессора Хунпин Дэна из Шанхайской астрономической обсерватории исследовать эту идею с помощью его новаторских методов вычислительной гидродинамики.
Проведя серию симуляций, профессор Дэн обнаружил, что после столкновения с Луной значительное количество материала мантии Тейана — около двух процентов массы Земли — попало в нижнюю мантию Гайи.
Он добавил, что столкновение, по-видимому, стало «отправной точкой для геологической эволюции Земли в течение 4,5 миллиардов лет».
Исследователи также подсчитали, что этот похожий на лунный камень материал, вероятно, обогащен железом, что делает его более плотным, чем окружающий материал Гайи.
Именно это, по их словам, заставило его опуститься на дно мантии и, в конечном счете, сформировать две области LLVP, которые остаются стабильными, несмотря на 4,5 миллиарда лет геологической эволюции.
Это также говорит о том, что недра Земли — это не «скучная», однородная система, а на самом деле смесь материала, который может быть поднят на поверхность, чтобы сформировать массивы суши, такие как Гавайи и Исландия.
«Благодаря точному анализу более широкого спектра образцов горных пород в сочетании с более точными моделями гигантского удара и моделями эволюции Земли, мы можем сделать вывод о составе материала и орбитальной динамике первичной Земли, Гайи и Тейи», — сказал доктор Юань.
«Это позволяет нам ограничить всю историю формирования внутренней части Солнечной системы».
Не только это, но и то, что гигантские столкновения являются обычным явлением в конце формирования планеты, ученые говорят, что подобные различия в мантии могут существовать и внутри других планетарных тел в нашей Солнечной системе и за ее пределами.
Исследование было опубликовано в журнале Nature.
Выбор редакции
