В 1970-х годах американские космонавты доставили с Луны несколько сотен килограммов материала. Часть этих образцов была помещена в инертный газ для хранения, ожидая развития современных геохимических методов анализа. В настоящее время исследователи извлекли один из этих образцов и обнаружили в нём отклонения в изотопном составе серы, что ставит под сомнение представления о прошлом Луны.
Состав тел Солнечной системы демонстрирует значительные различия в соотношении изотопов: эти показатели заметно варьируются на разных планетах и даже астероидах. В связи с этим, после высадки американцев на Луну в научном сообществе возник серьезный пересмотр: соотношение изотопов кислорода (и других элементов) там оказалось практически идентичным земному. Подобный геохимический сценарий возможен только при формировании Селены из земного материала. Ни одна из существующих на тот период гипотез о происхождении Луны не соответствовала такому развитию событий.
В связи с этим, ученые выдвинули гипотезу Тейи: предполагается, что столкновение с крупной планетой привело к выбросу пород прото-Земли в космическое пространство, из которых впоследствии образовался земной спутник. Ранее Naked Science писал, когда эта гипотеза столкнулась с непреодолимыми трудностями, это послужило причиной разработки в XXI веке совершенно новой теории о происхождении Луны.
Ученые из Брауновского университета в США провели детальный изотопный анализ некоторых образцов, доставленных на Землю в ходе миссии «Аполлон-17». В результате было зафиксировано существенное отличие от обычных земных изотопных показателей, что, казалось бы, опровергает высокую степень изотопного сходства. Новая научная статья опубликовали в издании Journal of Geophysical Research: Planets.
Исследователи отметили, что у одного из исследованных образцов зафиксировано значительное снижение содержания серы-33. Этот показатель оказался ниже, чем в других лунных образцах и в обычных земных горных породах. Для объяснения данной особенности, авторы выдвинули предположение о различных источниках серы на Луне.
Изотопная аномалия, связанная с содержанием серебра, в первом сценарии объясняется необычными химическими реакциями, происходившими в ранней истории Луны. По мнению авторов исследования, в земных условиях снижение концентрации изотопа серебра-33 может быть вызвано перемещением тектонических плит земной коры. Однако, как полагают ученые, на поверхности Луны этот изотоп отсутствовал.
Ученые также рассматривают возможность потери серебра-33 вследствие химических процессов, протекающих в условиях разреженной атмосферы под воздействием ультрафиолетового излучения. Если это действительно так, то, по их мнению, ранняя Луна могла обладать атмосферой.
В случае столкновения Тейи и прото-Земли, сера, присутствовавшая в их составе, могла не полностью перемешаться. Обнаруженная сегодня сульфидная аномалия, вероятно, является результатом этого древнего, масштабного столкновения планет, известного как мегаимпакт.
Напомним, что в земной геологии регулярно встречаются образцы, обедненные по сере-33. Это породы из архея, возрастом от 2,5 миллиарда лет и древнее. Тогда в земной атмосфере практически не было кислорода, за счет чего диоксид серы (продукт вулканических извержений) распадался под действием ультрафиолета, давая в породах аномальное соотношение изотопов выпадающей вниз твердой серы.
Сложно представить себе подобное развитие событий на Луне, так как для появления подобных образцов необходимы регулярные извержения вулканов, как на Земле, и наличие атмосферы. Без нее диоксид серы быстро выпадет на поверхность по баллистическим траекториям, не успев распасться).
В рамках теории мультиимпактного образования Селены, серная аномалия, возможно, имеет иное объяснение. По ней Состав Луны в большей степени определяется астероидными породами, которые были выброшены с поверхности Земли в древности. В связи с этим, можно предположить, что геологические особенности архейских пород Земли также будут присутствовать на её спутнике, поскольку они были доставлены туда с нашей планеты.