Луна оказалась старше, чем мы думали: вулканический катаклизм изменил историю спутника
Луна — наш ближайший космический сосед, но до сих пор она хранит немало тайн. Одна из самых интригующих загадок — ее возраст. Казалось бы, что может быть проще? Изучи горные породы, проведи радиометрическое датирование, и вот она — заветная цифра. Но не тут-то было. Разброс оценок возраста Луны достигает сотен миллионов лет, и этому есть весьма любопытное объяснение, связанное с колоссальной вулканической активностью в ее ранней истории.
Хронология по-лунному: не все так просто
Традиционный подход к определению возраста небесных тел — анализ изотопов в образцах пород. Радиоактивные изотопы распадаются с известной скоростью, и по соотношению их исходной и конечной концентраций можно установить, когда порода сформировалась. Проблема в том, что этот метод работает только для пород, которые сохранили свою изначальную структуру. А если порода когда-то была переплавлена? Тогда радиометрические часы обнуляются, и мы получаем возраст не самой Луны, а последнего события, которое ее сильно разогрело.
Так вот, в случае Луны это «последнее событие» оказывается весьма значительным. Большинство образцов лунных пород указывают на относительно молодой возраст, что, мягко говоря, смущает ученых. Как так? Ведь Луна, согласно теории, образовалась одновременно с Землей — во время катаклизма, когда в нашу юную планету врезался объект размером с Марс. Но вот незадача: некоторые кристаллы циркона, найденные в лунных образцах, гораздо древнее, чем основная масса пород. Возникает диссонанс: как в одном и том же теле могут соседствовать породы столь разного возраста?
Приливной нагрев: забытый ингредиент
Ключ к разгадке парадокса — приливное взаимодействие между Землей и Луной. Представьте себе, что Луна в своем младенчестве находилась гораздо ближе к Земле, чем сейчас. Гравитационное притяжение нашей планеты было на порядок сильнее, вызывая мощные приливные силы внутри Луны. Это подобно тому, как вы сминаете в руках кусок глины: внутренняя энергия переходит в тепло.
Орбита Луны не была идеально круговой, она была эллиптической. Это приводило к постоянным изменениям приливных сил, когда спутник то приближался, то удалялся от Земли. Постоянное «сминание» лунных недр разогревало их до такой степени, что вся кора неоднократно расплавлялась. Представьте себе, как застывает вулканическая лава — так же происходило и на Луне. Только в масштабах целого небесного тела. По сути, это был гигантский «лунный термостат», который переписал всю геологическую историю спутника.
Возможно, вы слышали о спутнике Юпитера Ио? Это самое вулканически активное тело в Солнечной системе, и причиной этого тоже являются приливные силы Юпитера. Так вот, ранняя Луна, судя по всему, не уступала Ио по степени своей вулканической активности.
Перезагрузка геологических часов
Именно поэтому образцы лунных пород показывают «молодой» возраст — они зафиксировали время последнего этапа расплавления, когда породы «перезапустили» свои радиометрические часы. Те же редкие и ценные цирконы, которые уцелели во время катаклизма, сохранили свою первозданную структуру, а вместе с ней — и свидетельство о более древнем возрасте Луны.
Этот мощный вулканизм также объясняет, почему на Луне так мало крупных кратеров. В течение миллиардов лет наш спутник должен был бы испытать гораздо больше ударов астероидов. Но активные извержения лавы банально «сглаживали» кратеры, делая их незаметными.
Кроме того, активные вулканические процессы могли изменить состав лунной мантии — слоя, который находится под корой. Некоторые вещества могли «убежать» из мантии во внутреннее железное ядро, что объясняет различия в составе Луны и Земли.
Собираем пазл воедино
Новые исследования предлагают нам более целостную картину истории Луны. Теперь противоречия между разными датировками лунных пород не кажутся такими уж неразрешимыми. Луна, действительно, весьма древнее тело, сформировавшееся в самом начале существования Солнечной системы, примерно 4,4-4,5 миллиарда лет назад. Но ее кора была сформирована заново в результате мощного вулканизма около 4,35 миллиарда лет назад.
Так что Луна, как и любой подросток, прошла через период бурных метаморфоз, оставивший глубокий след в ее истории. И ученым еще предстоит разгадать все ее тайны.