Исследование метеорита, происходящего из древней Луны, выявило наличие апатитов, изначально содержавших значительное количество воды. Специалисты сделали заключение о высоком содержании легких элементов в коре молодой Селены, что противоречит версии о ее формировании в результате столкновения Земли и Тейи. Вместе с тем, это подтверждает мультиимпактную теорию возникновения естественного спутника нашей планеты.
Европейские ученые провели исследование метеорита лунного происхождения, выпавшего на Аравийский полуостров в 2017 году. В ходе работы впервые обнаружены следы апатитов в породах, сформировавшихся из древней лунной коры. Содержание как воды, так и легкого изотопа водорода в них оказалось существенно больше, чем в обычных образцах лунного грунта, доставленных на Землю миссиями «Аполлон» более пятидесяти лет назад. На основании полученных данных авторы работы сделали ряд интересных заключений, о которых рассказали в статье в Nature Astronomy.
Проблема происхождения Луны на протяжении долгого времени оставалась предметом научных дискуссий. Ситуация претерпела изменения с началом космической эры: некоторые теории предполагают, что Луна должна быть сухой, лишённой воды, что создаёт определённые трудности для её исследования и использования. Изначальная гипотеза Тейя, согласно которой Земный спутник сформировался в результате столкновения массивной планеты с молодой Землёй, основывается именно на этом предположении.
В подобной ситуации поверхность Земли должна была полностью расплавиться, однако материал, выброшенный в космос и впоследствии сформировавший Луну, также должен был быть покрыт океаном магмы, который остывал бы не менее чем десятки миллионов лет. При этом вся вода должна была испариться. Небольшие объемы H2O могут сохраняться лишь на поверхности, в областях приполярной «вечной тени».
Существуют определенные детали этой картины, которые вызывают сомнения. В частности, отсутствуют доказательства того, что Земля когда-либо обладала расплавленной поверхностью, представлявшей собой океан магмы. Без этого столкновение с другой планетой представляется невозможным.
Наличие избыточного количества легких изотопов в лунном грунте противоречит предположению о том, что молодая Луна была в расплавленном состоянии. Анализ лунных базальтов, представляющих собой затвердевшую магматическую породу, выявил значительные концентрации воды и углерода – легкого элемента – что не соответствует модели формирования тела из расплавленного вещества, которое, как ожидается, потеряло бы большую часть легких элементов).
Содержание оксидов железа в лунных породах превышает показатели, наблюдаемые на Земле, в полтора раза, что делает их происхождение исключительно из земных материалов маловероятным. В то же время, их количество недостаточно для формирования из внеземных источников. Более того, соотношение изотопов химических элементов, являющееся уникальным для каждого тела в Солнечной системе, обнаруживает сходство между Луной и Землей, что трудно согласовать с гипотезой Тейи. Согласно этой гипотезе, столкнувшееся тело не должно было существенно отличаться от Земли по своему химическому составу, что делает его исключением среди планет нашей системы.
Данная работа дополняет имеющиеся данные. Авторы исследования подчеркивают, что проанализированный образец принадлежит породам, сформировавшимся на лунной поверхности 4,5 миллиарда лет назад. В свете теории о том, что изначально поверхность Селены была в расплавленном состоянии, трудно объяснить наличие в апатитах более 2300 частей воды на миллион. Несмотря на то, что ученые считают, что вода могла быть поглощена апатитами из окружающих пород, механизм этого процесса остается неясным: апатит не мог сохранить твердую структуру в океане магмы, поскольку его температура плавления невысока. Кроме того, если вода проникла в апатит после остывания лунной коры, то ее концентрация в окружающей среде была бы недостаточной.
«По мнению исследователей, полученные данные указывают на то, что состав ранней лунной коры содержал больше легких элементов, чем предполагалось ранее.
Naked Science не раз отмечал, согласно результатам исследований, текущее распределение легких элементов на поверхности Луны соответствует мультиимпактной теории.
По данной гипотезе, формирование Луны происходило преимущественно из вещества, выброшенного с поверхности Земли в результате столкновений с астероидами (вклад самих астероидов в состав Луны был незначительным). Это позволяет объяснить практически полное совпадение изотопного состава Земли и Луны. Согласно этой модели, поверхности как Луны, так и Земли не подвергались плавлению, что объясняет отсутствие соответствующих признаков в геологических данных.
Согласно мультиимпактной гипотезе, поверхность Луны и в настоящее время, в особенности в приполярных областях, должна содержать значительные запасы воды. Она может присутствовать не только в кратерах, но и в составе грунта, подобно земной вечной мерзлоте. Авторы недавнего исследования, придерживающиеся гипотезы Тейи (моноимпактной гипотезы), отметили в своих комментариях для прессы, что их работа дает основания для оптимистичных ожиданий относительно обнаружения существенных количеств воды на современном спутнике, что, в свою очередь, облегчит его освоение.