Луна оказалась куда старше, чем предполагалось ранее
21 июля 1969 года человечество сделало свои первые шаги по Луне. За несколько часов пребывания на лунной поверхности, экипаж «Аполлона-11» собрал и доставил на Землю более 20 килограммов образцов лунного грунта. И даже полвека спустя эти образцы все еще могут удивить. Например, совсем недавно ученые из Института геологии и минералогии Кельнского университета совершили открытие, касающееся возраста спутника нашей планеты. И Луна оказалась гораздо старше, чем считалось до этого.
Как сформировалась Луна
По соображениям ученых, Луна образовалась в результате гигантского столкновения между планетарным телом размером с Марс и древней Землей. Со временем Луна выросла из облака вещества, вырвавшегося на орбиту Земли после столкновения. Новорожденная Луна была покрыта магматическим океаном, который по мере охлаждения формировал различные типы горных пород.
Эти породы «записали» информацию о формировании Луны, и их до сих пор можно найти на лунной поверхности, — говорит доктор Максвелл Тиеменс, исследователь Кельнского университета и ведущий автор исследования. Такие наблюдения больше невозможны на Земле, так как наша планета была геологически активна в течение долгого времени, а Луна «застыла» в том состоянии и дает нам уникальную возможность изучать планетарную эволюцию.
Как определить возраст Луны
Ученые из Кельнского университета в своиx исследованиях использовали связь между редкими элементами гафния, урана и вольфрама, входящими в состав луных образцов для того, чтобы понять скорость расплавления этих элементов. Происходит реакция распада элементов и они распадаются с разной скоростью в зависимости от возраста породы. Чем дольше — тем порода старше.
Благодаря беспрецедентной точности измерений, исследование выявило настоящий возраст спутника нашей планеты. Поэтому ученые без проблем, поместив образцы в камеру плавления, смогли вычислить, когда начало формироваться то, что мы сейчас называем лунными образцами. Таким образом и удалось узнать настоящий возраст Луны.
Сколько лет Луне?
Более ранние исследования указывали на то, что Луна сформировалась приблизительно через 150 миллионов лет после образования Солнечной системы, но благодаря новым данным стало известно, что Луна, скорее всего, появилась на 100 миллионов лет раньше, то есть через 50 иллионов лет после формирования Солнечной системы или 4,51 миллиарда лет тому назад. Как заявляют ученые, определение возраста Луны важно для понимания того, как и в какое время сформировалась Земля, а также то, как она развивалась в самом «начале своего пути».
Чтобы всегда оставаться в курсе самых последних событий из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Телеграм.
Источник
Сколько лет Луне
Луна оказывает огромное влияние на земную жизнь. Она управляет приливами и отливами, она влияет на положение оси вращения нашей планеты. Ее изучают и мистики, и учёные на протяжении всего существования науки, и вопрос — сколько лет Луне —до сих пор вызывает живейший интерес.
Формирование естественного земного спутника
Одна из общепринятых теорий утверждает, что Луна образовалась на заре существования Солнечной системы (возраст 4,568 миллиарда лет) в результате циклопического по масштабам астрономического события, которое называют:
- Гигантское столкновение;
- модель ударного формирования.
Примерно 4,51 млрд лет тому назад, когда поверхность Земли всё ещё была сильно разогрета, произошло столкновение с гипотетической протопланетой Тейя.
Соударение носило касательный характер, поэтому из земной мантии было вырвано достаточно вещества, чтобы, смешавшись с обломками разрушившейся Тейи, сформировать целый спутник, чья масса составляет 1/81 от массы Земли.
Если эта теория верна, то ответ на вопрос «сколько лет Луне» будет «4,51 млрд лет», а возраст Луны будет на 0,03 млрд лет меньше, чем возраст Земли.
То старше, то моложе
Недостатка в теориях, определяющих возраст Луны, нет. Но ни одна из них не признаётся точной на все сто процентов. Поэтому попытки уточнить данную величину предпринимаются интенсивно. Они основываются на данных, полученных в результате химического анализа образцов лунного грунта, доставленного в разные годы на Землю. Эти исследования тоже дают большой разброс значений.
- В 2011 г. сообщалось, что возраст Луны составляет 4,36 млрд лет.
- В 2014 г. было опубликовано исследование, утверждавшее, что спутник значительно старше, и его рождение произошло как минимум 4,47 млрд лет тому назад.
В 2017 году произошло очередное уточнение. Учёные Калифорнийского университета объявили, что уран-свинцовое датирование цирконовых кристаллов из образцов, доставленных кораблём «Аполлон-14», показывает число 4,51 млрд лет. Но несмотря на то что U-Pb метод относится к наиболее точным способам радиоизотопного датирования, данные результаты были подвергнуты сомнению и не были признаны однозначными.
Омоложение на 85 миллионов лет
Летом 2020 года учёные из Вестфальского университета, находящегося в германском городе Мюнстер, работая вместе с коллегами из Германского центра авиации и космонавтики, в очередной раз оценили возраст Луны. Их расчёты показали, что скорей всего, Луна моложе почти на 100 миллионов лет, чем это считалось раньше. Исследованием руководил Максим Морис. В упрощённом виде модель выглядела следующим образом.
4,5 млрд лет тому назад Земля всё ещё наращивала свою массу, притягивая к себе мелкие небесные тела (планетезимали), пересекающие её орбиту. Процесс консолидации сопровождался ростом температуры, и притянутые куски вещества плавились в океане раскалённой магмы.
Столкновение с протопланетой Тейей вызвало выброс раскалённого вещества, в результате которого образовалось новое небесное тело. Оно тут же было захвачено гравитационным полем юной Земли и превратилось в её естественный спутник — Луну.
Сам этот сценарий не отличается от модели Гигантского столкновения, но расчёты показывают, что эти события происходили гораздо позже.
Реконструкция столкновения Земли и Тейи, чей размер был сравним с размером Марса, позволила сделать вывод, что часть земной мантии испарилась и образовала пылевое кольцо вокруг Земли. С течением времени пыль сконцентрировалась в спутник. Этот процесс протекал быстро и потребовал всего лишь несколько тысячелетий.
Разногласия в определении времени образования Луны возникают из-за того, что все лунные камни, доставленные на Землю в разные годы, не позволяют сделать это достаточно точно. Немецким исследователям пришлось разработать новый метод. Приращение массы растущего спутника (аккреция) сопровождалось выделением большого количества энергии. Поэтому ещё не до конца сформировавшаяся Луна была покрыта океаном расплавленной магмы, глубина которого превышала 1000 километров. На поверхности магмы, соприкасающейся с космическим холодом, быстро образовывалась твёрдая корка, действующая как одеяло. Благодаря этой корке внутренние слои магмы долго оставались в расплавленном состоянии.
Определить время, необходимое для полного затвердевания лунной магмы — математически сложная задача. Для этого учёные из Вестфальского университета создали уточнённую компьютерную модель, в которой учитывалось множество параметров. Вычисления показали, что на затвердение потребовалось около 200 миллионов лет, что превышало значения, полученные на более старых моделях.
Новые методы анализа силикатных лунных минералов ещё больше уточнили возраст земного спутника. Эти исследования показали, что Луна закончила своё формирование как спутника 4,425 ± 0,025 миллиарда лет тому назад.
Источник
Ученые выяснили реальный возраст Луны: он отличается от прошлых данных
Сколько лет Луне? Новое исследование предполагает, что не так много, как считалось ранее. По словам ученых из Института Карнеги в Вашингтоне, естественному спутнику Земли, вероятно, будет от 4,4 до 4,5 млрд лет, что примерно на 100 миллионов меньше, чем предполагалось ранее.
Несмотря на то что это самое близкое небесное тело в космосе, наука еще не определила, как и когда оно было сформировано. Наиболее широко принятая теория состоит в том, что огромная планета при образовании внедрилась в раннюю Землю и произвела огромный взрыв, который выпустил в космос большое количество магмы. Согласно этому сценарию, из этого материала образовалась Луна, которая остыла и затвердела в различные минеральные компоненты.
Самый старый лунный камень и новый возраст Луны
Исследователи проанализировали образцы лунного камня, чтобы узнать настоящий возраст Луны. Согласно этой теории образования Луны, тип породы, называемый железистым анортозитом, является самой старой из пород коры Луны. Это часть коллекции образцов, собранных миссиями НАСА «Аполлон». Команда ученых использовала методы радиоактивного датирования для более точного определения возраста анортозита, который они установили в 4,36 млрд лет.
«Исключительная молодость этого лунного образца означает, что Луна затвердела значительно позже, чем предполагалось», — сказал Карлсон.
Эта новая эпоха железистого анортозита похожа на эпоху самого старого известного минерала на Земле — циркона, а это говорит о том, что примитивные корки Земли и Луны образовались примерно в одно и то же время, и что это произошло немногим позже после великой планетарной катастрофы.
Источник
Ученые выяснили реальный возраст Луны: он отличается от прошлых данных
Луна образовалась немного позже, чем предполагалось ранее. Когда протопланета размером с Марс была разрушена в результате столкновения с молодой Землей, из обломков, выброшенных во время этого столкновения, было создано новое тело, которое стало Луной. Ученые использовали новую числовую модель для восстановления времени, в которое произошло событие — 4.425 млрд. лет назад. Предыдущие предположения о формировании луны были основаны на возрасте 4,51 млдр. лет, то есть на 85 миллионов лет раньше, чем показывают новые вычисления. Ученые сообщили о своих выводах в журнале Science Advances.
Четыре с половиной миллиарда лет назад солнечная система все еще была хаотичной. Земля все еще росла до нынешних размеров, собирая материю в форме планетезималей. Они ранее сформировались в диске пыли и газа, вращающемся вокруг раннего Солнца. Молодая Земля консолидировалась, становясь все горячее внутри. Все большие части скалистой мантии растаяли и образовывали магматический океан. Именно в это время Земля приобрела естественный спутник. Массивное космическое столкновение между Землей и протопланетой выбросило в космос камень с молодой Земли. В конце концов, этот мусор сгустился, образовав новое планетное тело — Луну.
В принципе, большинство ученых сходятся во мнении о том, как образовалась Луна, но не о деталях процесса, и особенно не о времени, когда он произошел.
Результаты последнего моделирования планетарные геофизиков в Немецком аэрокосмическом центре (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), возглавляемые Максимом Морисом, вместе с исследователями из Университета Мюнстера, позволяют предположить, что протопланета столкнулась с молодой Землей примерно через 140 миллионов лет после рождения Солнечной системы 4,567 миллиарда лет назад. Согласно их расчетам, это произошло 4,425 миллиарда лет назад.
В то время Земля только что превратилась в планету. Во время этого развития тяжелые металлические компоненты утонули к центру Земли и сформировали ядро из железа и никеля, которое было окружено толстой мантией силикатных пород. Мантийные породы становятся все более горячими. Это позволило разделить металлы и силикаты в недрах Земли в течение нескольких десятков миллионов лет.
На этой стадии Земля была поражена Тейей, протопланетой, которая была размером с Марс. В первые дни солнечной системы было бы много таких тел. Некоторые были выброшены из Солнечной системы, а другие были уничтожены в результате столкновений с другими телами. Тея, однако, ударила Землю и вызвала выброс такого большого количества материала из мантии планеты, что луна могла образоваться из нее. Во время этого сильного удара образовался магматический океан глубиной в несколько тысяч километров. Сегодня после этого столкновения не осталось никаких следов Теи.
Столкновение двух тел с его огромной энергией также испарило большое количество камней из ранней мантии Земли. Все это вещество было выброшено и собрано в кольцо пыли вокруг Земли, прежде чем оно снова собралось, чтобы сформироваться в камень. Исходя из этого, Луна образовалась за короткое время, возможно, всего за несколько тысяч лет.
Ученые во многом согласны с историей образования Луны. Тем не менее, они не смогли установить точную дату, так как ни одна из лунных скал, доставленных на Землю, не регистрирует возраст естественного спутника Земли. Исследователи из DLR и Университета Мюнстера определили, когда Луна образовалась, используя новый косвенный метод. Их расчеты показывают, что это, скорее всего, произошло в самом конце формирования Земли.
Не только Земля имела океан магмы в раннем возрасте. Энергия, полученная в результате аккреции, также привела к образованию магматического океана на Луне. Луна почти полностью растаяла и, подобно Земле, была покрыта магматическим океаном глубиной более 1000 километров. Этот магматический океан быстро начал затвердевать и образовал на поверхности корку плавающих легких кристаллов. Но под этой изолирующей корой, которая замедляла дальнейшее охлаждение и затвердевание магматического океана, Луна долгое время оставалась расплавленной. До сих пор ученые не могли определить, сколько времени потребовалось, чтобы магматический океан полностью кристаллизовался, поэтому они не могли сделать вывод, когда Луна первоначально сформировалась.
Чтобы рассчитать время жизни магматического океана Луны, ученые использовали новую компьютерную модель, которая впервые всесторонне рассмотрела процессы, связанные с затвердеванием магмы. Результаты модели показывают, что магматический океан Луны был долгоживущим, и потребовалось почти 200 миллионов лет, чтобы полностью затвердеть в мантийных породах. Старые модели показали период затвердевания всего в 35 миллионов лет.
Чтобы определить возраст луны, ученым пришлось пойти еще дальше. Они рассчитали, как состав минералов, богатых магнием и железом, которые образуются во время затвердевания магматического океана, со временем менялся. Исследователи обнаружили резкое изменение состава оставшегося магматического океана по мере затвердевания.
Это открытие является значительным, поскольку оно позволило авторам связать образование различных типов горных пород на луне с определенной стадией эволюции его магматического океана. Сравнивая измеренный состав лунных пород с предсказанным составом магматического океана из модели, исследователи смогли проследить эволюцию океана до его начальной точки, времени, когда образовалась Луна.
Результаты исследования показывают, что Луна образовалась 4,425 ± 0,025 миллиарда лет назад. Точный возраст Луны находится в согласии с возрастом, ранее определенным для формирования металлического ядра Земли с помощью уран-свинцового метода, точки, в которой формирование планеты Земля было завершено. Впервые возраст Луны можно напрямую связать с событием, произошедшим в самом конце формирования Земли, а именно с образованием ядра.
Источник