Термоядерная гипотеза происхождения Луны

Соавтором гипотезы является доктор физико-математических наук ведущий научный сотрудник Крымской астрофизической обсерватории
Юрий Теодорович Цап.

Исследования Луны за прошедшие десятилетия выявили ряд фактов, заставляющих по-новому взглянуть на природу её образования. В отличие от гипотезы Дж. Дарвина, связавшего отрыв Луны от ПротоЗемли действием центробежной силы, нами предложен механизм внутреннего толчка (взрыва), придавшего начальное ускорение отделившейся жидкой фракции. Показано, что термоядерный взрыв водорода на границе гидридного ядра ПротоЗемли мог привести к расколу земной коры на континенты по срединно-океаническим хребтам, извержению супервулкана и выбросу значительной массы жидкого вещества недр на орбиту спутника нашей планеты. В предположении протекания реакций синтеза в твёрдом ядре Земли модель хорошо согласуется с последними данными о физико-химических параметрах Луны, а также соответствует современным представлениям о геологическом строении Земли.

Идея происхождения Луны в результате термоядерного взрыва на границе гидридного ядра Земли и современное развитие гипотезы Дж. Дарвина принадлежит первопроходцу во многих областях знаний профессору Э. И. Терезу [1]. Надеюсь, наше плодотворное сотрудничество приведет к удивительным открытиям и интересным работам.

Сопоставление гипотез образования Луны

Каждый человек когда-то задавался вопросом о происхождении спутника нашей планеты, но только наиболее пытливые умы понимают, что до сих пор нет гипотезы, объясняющей все физические условия появления Луны. Попробуем подойти к проблеме методом Микеланджело: рассмотрим основные гипотезы как глыбы, и будем фактами отсекать от неё куски, пытаясь добраться до Истины!

Гипотеза столкновения

В настоящее время основной гипотезой возникновения Луны является гипотеза нецентрального мегаимпакта нашей планеты с Тейей (планетой большей, чем Марс), орбита которой почти совпадала с орбитой Земли. В результате столкновения в космос попала часть вещества земной мантии. Гравитация завершила процесс: выброшенные обломки стали вращаться на околоземной орбите и постепенно образовали Луну. А у Земли в результате удара изменился наклон оси вращения.

Отметим, что гипотеза мегаимпакта появилась на свет в 1976 году, когда анализ доставленных во время полетов «Аполлона» и советских АМС образцов лунного грунта показали идентичность радиоизотопных соотношений пород Земли и Луны. Гипотеза «мегаимпакта» была призвана объяснить, каким образом наша планета и её спутник в геологическом прошлом составляли единое целое.

Согласно большинству современных астрономических моделей, более 60% Луны должно состоять из материала планеты, столкнувшейся с Землей. Но получается, что Луна не позаимствовала от Тейи практически ничего, кроме энергии движения, что наряду с крайне малым эцентриситетом орбиты Земли 0,017 (явно недостаточным для последствий столкновения), уже противоречит импактному сценарию.

Гипотеза множественных столкновений

В 2007 году Николай Горькавый опубликовал в «Известиях Крымской астрофизической обсерватории» гипотезу, согласно которой Луна образовалась из регулярного околопланетного облака, масса которого многократно увеличилась за счет баллистического переноса вещества из мантии Земли. Этот перенос похож на тот, который использует модель мегаимпакта, но он идёт не одним мега-ударом, а множеством гораздо менее катастрофичных событий.

По сути, это симбиоз гипотезы аккреции (Рускол 1975) и гипотезы мегаимпакта (Hartmann, Davis 1976). «Для небольших планет с твердой поверхностью реализуется механизм образования спутников, в котором, кроме классической аккреции, рост диска во многом определяется потоком вещества, выброшенного с поверхности планет…

Для того, чтобы захватить прилетающее из космоса вещество на свою спутниковую орбиту, астероид должен уменьшить скорость движения частицы-гостя в тысячи раз. Он может сделать это только одним способом – подставив для разрушения свою поверхность. Тогда микрометеорит, врезавшись в рыхлый реголит на поверхности астероида, погасит свою скорость и отдаст всю энергию окружающему веществу, гораздо большему по объему, чем сам налетевший метеорит».

Можно согласиться с идей образования Луны из эжекты мантийного вещества Земли, но почему это не могло произойти в результате извержений супервулканов? И крайне маловероятно, что это происходило многократно, тогда форма нашего спутника никак не была бы настолько шарообразна.

Аккреционная модель подразумевает образование кольца вокруг планеты в экваториальной плоскости, тогда как орбита Луны имеет среднее наклонение 5,14^о к эклиптике, а к плоскости экватора Земли находится в диапазоне 21.905^о — 24.970^о с периодом 18.62 лет. Следовательно, образоваться из околопланетного кольца астероидов Луна могла только при длительном совпадении экваториальной плоскости Земли с орбитой нашего спутника. Предположение, что взаиморасположение Земли и Луны изменились в дальнейшем в результате импактов, выглядит крайне маловероятным.

Гипотеза захвата

В 1962 году американский геофизик Гарольд Юри предположил, что Земля и Луна образовались независимо, в разных частях Солнечной системы, а потом Луна была захвачена гравитационным полем Земли и стала её спутником.

Для захвата Землей она должна была пролетать очень близко, ближе предела Роша. Но в таком случае, она была бы просто искорежена мощными приливными силами и разрушена. Если бы она пролетала дальше, то или отклонилась бы и столкнулась с Землей, или планета её бы отбросила, как при гравитационном манёвре.

Гипотезу захвата окончательно похоронили результаты вычислений, доказавшие, что Земля ни при каких мыслимых обстоятельствах не могла погасить скорость Луны до такой степени, чтобы свести её с околосолнечной траектории. Кроме того, захваченные в подобных условиях спутники Юпитера вращаются в противоположном с планетой направлении. Против гипотезы захвата говорит также радиоизотопное сходство состава пород Луны и земной мантии.

Гипотеза бинарной аккреции

В 1975 году российская исследовательница Евгения Рускол выдвинула теорию совместного образования Земли и Луны как двойной планеты из облака протопланетных тел, окружавшего когда-то Солнце.

Эта модель неплохо интерпретирует многие различия в химическом составе Земли и Луны (например, дефицит лунного железа), объясняя их спецификой формирования роя и переработкой его вещества при последующих множественных столкновениях. Однако, в рамки этой модели плохо укладывается дефицит летучих элементов, орбитальное движение и шарообразность Луны. Кроме того, маловероятно образование двух тел из протооблака, вращающегося вокруг общего центра масс.

Гипотеза центробежного разделения

В 1878 году астроном и математик Дж. Дарвин предположил, что в ранние годы своего существования ПротоЗемля вращалась так быстро, что под действием центробежной силы часть материи оторвалась от нее в области экватора, попала на орбиту и образовала Луну.

Дж. Дарвин рассчитал, что, исходя из закона сохранения момента количества движения, ПротоЗемля должна была вращаться вокруг оси с периодом около 4 часов. При этом он полагал, что период солнечных приливов на нашей планете мог быть равным 2 ч. Считалось, что эта величина приблизительно равна периоду свободных колебаний ПротоЗемли. (Теперь известно, что период соответствующих свободных колебаний равен 55 мин). В этом случае, должен был возникнуть резонанс, и высота приливов увеличивалась бы до тех пор, пока от ПротоЗемли не отделилась масса, которая стала Луной. Отрыв вещества от растянутого экваториального выступа хорошо объясняет имеющийся размер Луны.

Гипотезу Дж. Дарвина поддержал в 1882 году известный ученый-геолог Осмонд Фишер (Osmond Fisher) предположивший, что бассейн Тихого океана образовался именно на том месте, где оторвалась от Земли Луна. В начале XX-го века эта гипотеза приобрела популярность и стала общепринятой. Впоследствии, океанографические исследования дна Тихого океана выявили самый древний его участок в районе Филиппин, но радиус его (около 1000 км) существенно меньше радиуса Луны (1737 км).

Однако, более поздние исследования [10-11] и более точные расчеты показали, что отрыв Луны вследствие центробежного ускорения мог произойти только при критической угловой скорости вращения Земли, соответствующей периоду в два часа. При этом, только что отделившийся спутник, имевший небольшую скорость убегания, производил бы приливной эффект, который вернул бы Луну к нашей планете, так как её период обращения был бы меньше периода вращения Земли и, следовательно, её вращение тормозилось бы. Расчеты показывают, что при критической скорости вращения происходит отрыв 10% -20% массы, а масса Луны составляет всего 1,23% от массы Земли.

​Все эти гипотезы даже при беглом анализе вступают в противоречие с известными фактами, перечисленными в сводной таблице.

Гипотезы и факты происхождения Луны

Факты о Луне	Импакт и мульти-импакт	Захват	Центробежная	Термоядерная
Планетоид Солнечной системы наиболее близкий к шарообразной форме	точно нет	маловероятно	возможно	да
Идентичность радиоизотопных соотношений в породах Земли и Луны	возможно	точно нет	да	да
Наличие воды в породах и в виде льда	точно нет	маловероятно	нет	да
Кратеры неимпактного происхождения примерно одинаковой глубины, вне зависимости от размера	нет	нет	нет	да
Наличие магнитного поля в геологическом прошлом Луны	возможно	возможно	да	да
Небольшой эксцентриситет и наклон орбиты	маловероятно	маловероятно	да	да
Уровень космической пыли на поверхности Луны (образуется около 2 см/миллион лет)	д.б. 8м	да	д.б. 6м	да
Полости под поверхностью	возможно	нет	нет	да
Необходимая энергия для образования Луны	да	да	нет	да

Энергетический баланс Земли

С давних времен ни у кого не вызывало сомнений, что Земля обладает громадной внутренней энергией. Но измерить эту величину удалось только во второй половине ХХ века, когда по всей поверхности планеты (в том числе и на дне океанов) было установлено более 20000 датчиков тепла. В итоге, с достаточно большой надежностью была получена величина абсолютного теплового потока, проходящего через поверхность Земли, равная F = 45 ± 1 TВт. Эта энергия более чем на три порядка меньше, чем энергия, получаемая Землёй от Солнца.

Общая внутренняя энергия планеты (130 TВт) состоит не только из тепловой энергии, но и энергии, необходимой для поддержания магнитного поля планеты, которая оценивается величиной 85 TВт. В противном случае, поле без источника регенерации исчезнет относительно быстро.

Ещё недавно основным источником внутренней энергии считался распад долгоживущих радиоактивных изотопов, таких как ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th и ⁴⁰K, присутствующих в земных породах, включая земное ядро. Недавно при участии 15 университетов США, Западной Европы и Японии была проведена фундаментальная работа по экспериментальному измерению величины теплового потока из недр планеты в атмосферу. Точные измерения потока геонейтрино с помощью прибора Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector (Япония) и по имеющимся данным детектора Borexino (Италия) показали, что радиоактивный распад ²³⁸U,²³⁵U и ²³²Th даёт суммарный вклад 20 TВт в тепловой поток Земли. Нейтрино, эмитированные вследствие распада ⁴⁰K, были ниже предела чувствительности данного эксперимента, но известно, что они дают вклад не более 4 TВт. Таким образом, суммарно энергия радиоактивного распада составляет около 24 TВт.

В монографии Андерсона [14] показано, что только приблизительно 10 TВт энергии может приходиться на нерадиоактивные источники, такие как охлаждение и дифференциация коры, уплотнение мантии, приливное трение и т.д.

Получается значительное расхождение: внутри Земли генерируется 34 TВт, а расходуется 130 TВт. Это может быть объяснено только протеканием в недрах планеты реакций синтеза.

Последние исследования показали, что в переносе тепла от ядра к коре главную роль играет вовсе не теплопроводность, а конвективные газо-водородные потоки в мантии [15-16]. Естественно, эти процессы должны поддерживаться постоянным источником энергии, исходящей из ядра планеты.

Для реакций синтеза элементов необходимы как минимум два условия: во-первых, в ядре Земли должен в значительных количествах присутствовать водород, что вытекает из теории В.Н. Ларина о изначально гидридном ядре планеты; во-вторых, необходимо наличие сверхвысоких температур и давлений.

Реакции синтеза — источник внутренней энергии планеты

Давление во внутреннем ядре Земли достигает порядка 3,8 млн. атмосфер. Ежедневно фиксируется более 150 землетрясений, сейсмические волны которых пронизывают земной шар, причем S-волны затухают в жидком ядре, а Р-волны (продольные волны сжатия) свободно достигают внутреннего ядра нашей планеты. В местах пучностей продольных волн землетрясений в локальных областях внутреннего гидридного ядра Земли давление повышается на два порядка, при температуре около 6000К, достигая уровня, при котором возможно туннели́рование и протекание реакций синтеза, как показано в работах Зельдовича и Ванг Хонг-Цханга.

Внутреннее ядро Земли как бы очень медленно “кипит” подобно смоле, т.е. при сложении упругих волн в разных местах внутреннего ядра возникают локальные взрывы реакции синтеза.

В местах, где возникают очаги реакций синтеза, резко возрастает температура, происходит разложение гидридов металла на металл вытесняемый во внешнее ядро и протонный газ, что приводит к выделению большого количества водорода. При этом объём вещества существенно увеличивается без изменения массы (в одном кубическом сантиметре гидрида железа заключено 550 кубических сантиметров водорода), это, в свою очередь, приводит к увеличению объёма Земного шара [12]. Следует отметить, что цепной термоядерной реакции происходить не может, т.к. избыток тепла уходит с водородом-теплоносителем во внешние сферы, и температура в зоне реакции со временем падает.

Опираясь на данные сейсморазведки и руководствуясь гипотезой изначально гидридной Земли [5], удалось построить послойную модель геоструктуры по массе и моменту импульса. Сохраняя общепринятые плотности веществ слоёв, минимальная полученная плотность твёрдого гидридного ядра оказалась равной 24,8 т/м³ (Ларин «Наша Земля» 25 т/м³).

Неоспоримым фактом протекания реакций ядерного синтеза является наличие её конечных продуктов — изотопов гелия в вулканических и природных газах. Группой профессора Мамырина (ЛФТИ) [14] при исследовании химсостава газов вулканических выбросов на Камчатке было обнаружено, что отношение ³He/⁴He в мантии Земли стабильно и в тысячу раз больше, чем в земной коре.

Подчеркнем, что Гелий-3 образуется исключительно при протекании реакций синтеза. Ни при каких химических реакциях и реакциях распада тяжелых элементов его образование невозможно.

ПротоЗемля до разделения материковых плит на континенты

Наша планета представляла из себя эллипсоид вращения с большей сплюснутостью со средним радиусом около 4500 км (71% от современного) [2].

Водородно-флюидные потоки, возникающие в ядре благодаря реакциям синтеза, переносят к поверхности планеты наибольшее количество тепла, способствуют формированию плюмов вязкого вещества, что играет решающую роль в сейсмических процессах [25]. В геологическом прошлом Земли мощность вулканических извержений была намного больше, интенсивность термоядерных реакций синтеза намного сильнее и твёрдое ядро занимало около 40% объёма планеты, что значительно больше, чем сейчас.

В раннюю эпоху, когда уже произошла дифференциация земной материи и сформировалась кора, мантия и ядро, на границе внутреннего и внешнего ядра ПротоЗемли на глубине ~2000 км произошел термоядерный взрыв водорода (объёмом около 6200 км³, что соответствует шару радиусом 11,3 км), в результате чего возникли тихоокеанский и африканский суперплюмы (восходящие потоки горячего вещества от ядра Земли через мантию до коры или даже до поверхности, их общий объём составляет 6% от объёма земного шара).

Благодаря равномерному распределению давления в жидком ядре, земная кора (более тонкая в те времена, порядка 10-20 км), треснула вдоль срединно-океанических хребтов (СОХ). Тихоокеанский суперплюм, достигнув поверхности, образовал супервулкан с кальдерой радиусом порядка 1000 км, извергший в атмосферу, а затем и в космос огромную веретенообразную массу магмы, из которой впоследствии образовалась Луна.

Следует учесть, что наряду с крупным объектом при выбросе взрывного характера, неизбежно в космос вылетают и более мелкие тела. Большая часть осколков имела невысокие скорости и в дальнейшем упала на Землю, вернув ей свою часть количества движения, а высокоэнергетические осколки безвозвратно покинули нашу планету. Можно примерно оценить мощность взрыва, приняв массу вещества, выброшенного на орбиту, равной массе Луны (7.35 · 10²² кг) и сопутствующих осколков (~15% M_л) по общей формуле W=(M_л+M_оск)∙V²/2.

Тем не менее, расчеты дают величину кинетической энергии ПротоЛуны W=4.6·10³⁰ Дж. Значительная часть энергии взрыва (около 25%—30%) поглотилась жидким ядром планеты и привела к расколу коры на тектонические плиты. Поэтому, общую энергию взрыва, по минимуму, можно оценить величиной W_вз = 6.13·10³⁰ Дж.

Извержение супервулкана с такой энергией — уникальное и единственное в геоистории нашей планеты, но оно лишь в 1000 раз сильнее супервулкана Парана-Этендека и в миллион раз вулкана Тоба в Индонезии.

Вероятнее всего, кора Земли разошлась в районе Марианской впадины (темно синяя область самого древней части дна Тихого океана), диаметром порядка 2000 км. Размера этого разрыва оказалось достаточно для выброса протоЛуны, так как плотность вещества земных недр составляла порядка 10-12 г/см³ и, в момент отрыва от Земли, по форме напоминала вытянутую расплавленную каплю.

В момент отделения Луны в точке пересечения эклиптики с экватором ПротоЗемли на широте 5,14^о (это средний угол наклона лунной орбиты), возникла прецессия и наклон земной оси 23,4^о. Это хорошо подтверждается векторным сложением моментов импульса Земли, Луны и орбитальным моментом Селены, дающим в сумме вектор момента импульса ПротоЗемли с углом наклона оси около 2^о от перпендикуляра к эклиптике.

Тот факт, что экватор Луны лежит в плоскости эклиптики (отклонение не превышает 1,5^о), является свидетельством того, что земная ось приобрела наклон после отделения Луны.

С тех пор, как установлено лазерной локацией, наш естественный спутник удаляется по параболической спирали Ферма. В настоящее время на 3,81 см в год.

Новый взгляд на геологическую историю Луны

После отделения от Земли, остывая в космосе в условиях невесомости, в результате интенсивного процесса дегазации, Луна приняла шарообразную форму, и при отсутствии внешнего давления значительно увеличилась в объеме. Процесс дегазации недр привел к образованию круглых плоских кратеров глубиной 3-4 км и к возникновению многочисленных подкорковых полостей. Поскольку Селена в этот момент находилась на небольшом расстоянии от нашей планеты, вследствие гравитационного взаимодействия, произошла синхронизация орбитальной и осевой угловых скоростей Луны, что привело к постепенному смещению центра масс Селены примерно на 1,8 км в сторону Земли.

При попадании в космическое пространство Луна, имевшая изначально форму вытянутой капли, естественно начала вращаться вокруг оси с минимальной инерцией. Наиболее тяжелая хвостовая часть, состоявшая из самых глубоких пород мантии ПротоЗемли, под действием сил поверхностного натяжения, переместилась к Южному полюсу и погрузилась в еще расплавленное тело нашего спутника, образовав бассейн Южный полюс – Эйткен и самый большой маскон под ним.

Геологические эпохи формирования Луны

Эпоха I: формирование коры (обозначенные коричневым, синим и голубым цветом породы)

Лунная кора двояка во многих отношениях, в том числе по своему составу: там есть возвышенности, состоящие из силикатов кальция и алюминия, известные как полевые шпаты, и низменности видимой стороны, состоящие из базальтов и габброидов. Поскольку наш спутник затвердел из океана магмы, то возвышенности отлично объясняются как флотационная кора толщиной во много километров — нагромождение кристаллов полевого шпата, которые всплывали на поверхность океана магмы в процессе его затвердевания, как лед плавает на поверхности озера. Кристаллы оливина также затвердевали из остывающей магмы, но они, будучи плотнее, опускались на дно. Если все произошло именно так, посередине между затвердевающей богатой оливином мантией и затвердевающей с преобладанием полевого шпата корой должен был образоваться остаточный слой, который, согласно геохимическим экспериментам, в, конце концов, имел бы повышенное содержание калия (К), редкоземельных элементов (rare-earth elements, REE), фосфора (P), урана(U) и тория(Tr). Эти элементы относятся к несовместимым со структурой породообразующих минералов и с трудом находят себе место в затвердевающих кристаллах. Свидетельства существования такого слоя, который сокращенно называют KREEP, можно разглядеть во многих районах Луны, но почти исключительно на видимой стороне. Высокая концентрация радиоактивных элементов в этом остаточном слое могла обеспечить поздний разогрев, питавший вулканическое затопление низменностей спустя много лет после того, как остальная Луна затвердела.

В это время, на Луне шли активные магматические процессы, её поверхность кипела, из этих расплавленных масс интенсивно выделялись газы. Из мантии всплывали огромные газовые пузыри, которые лопались на поверхности с образованием неглубоких кратеров. Поэтому, поверхность нашего спутника так похожа на поверхность блина. В тесте при нагреве тоже образуются кратеры от выходящих газов.

Внешний слой Луны в космосе достаточно быстро остыл из-за отсутствия атмосферы, образовав твёрдый слой коры с высоким содержанием тяжелых элементов. Под действием гравитационных и центробежных сил, внутреннее вещество сепарировалось, аналогично земной структуре. Поскольку Луна образовалась в основном из пород мантии ПротоЗемли, доля железа оказалась значительно меньше, чем в нашей планете.

В результате водородной дегазации внутренних пород, из-за разности внутрилунного и внешнего давлений, начался период интенсивного всплеска вулканической активности.

Эпоха II: образование «морей» (обозначенные красным цветом породы)

Поверх сформированной коры происходит образование лунных «морей» — структур площадного растяжения, в которые изливались более меланократовые базальты. Всё это сопровождалось выплеском мантийного вещества из недр благодаря дегазации пород, аналогично эффекту открытия бутылки шампанского. Возникшее при этом центробежное движение заряженных частиц (ядер водорода) при достаточно высокой угловой скорости вращения планетоида приводит, на короткое время, к образованию магнитного поля. Поскольку процесс дегазации интенсивно протекал в лунных «морях», им характерны магнитные аномалии и связанные с поднятием мантийного вещества — масконы.

Эпоха lII: Эратосфена (по названию одного из кратеров; обозначенные зеленым цветом породы)

Характеризуется уменьшением водородной дегазации, вследствие чего, исчезает магнитное поле Луны, затухающая сейсмическая активность проявляется в виде лавовых потоков на поверхности.

Эпоха lV: Коперниковская (обозначенные желтым цветом породы) 

Эпоха застывания недр Луны и сейсмических процессов: в результате остывания пород, в многочисленных полостях образуются продукты водородной дегазации – вода (в виде льда) и углеводороды. Ярким доказательством этого процесса стало наблюдение Н.А. Козыревым в КрАО выбросов метана из кратера Альфонс.

По результатам измерений гравитационного поля миссией GRAIL и топографическим данным лазерного альтиметра Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA), Луна имеет мощную кору (толщиной примерно 45 км со стороны Земли и около 80 км с противоположной), верхнюю, среднюю и нижнюю мантии и ядро диаметром 400 км – 540 км.

Ярким свидетельством интенсивного процесса дегазации недр Луны служат кратеры, которые не являются следами метеоритной бомбардировки.

Достаточно большой момент инерции Луны (8,706^.10³⁴ кг*м²) при низкой средней плотности (3345,56 кг/м³) могут быть объяснены моделью с повышенной плотностью приповерхностного слоя и низкой плотностью основного объёма недр Луны. Скорее всего, кора Луны имеет жесткую, очень плотную подкорку, образованную из тяжелых элементов, не успевших уйти вглубь в эпоху застывания внешнего слоя Луны. Кроме того, масконы выполняют роль приповерхностных плотных слоев, формирующих наблюдаемый момент инерции.

Планируемый запуск корабля с ядерной установкой по программе «Нуклон» позволит с помощью георадара и силовой установки мегаваттного класса провести глубинное исследование пород Луны. Исходя из предложенной гипотезы, полагаем, что под внешним слоем реголита и растекшейся магмы обнаружится твердая кора с высоким содержанием тяжелых элементов, а под ней многочисленные полости – результат дегазации пород, частично заполненные соединениями водорода (льдом и углеводородами). Это одна из важнейших задач возобновляемых лунных экспедиций.

Получается, что имеющиеся в настоящее время теоретические и экспериментальные данные полностью опровергают гипотезу Мегаимпакта. Предлагаемая гипотеза происхождения Луны в результате термоядерного взрыва водорода гидридного ядра нашей планеты, при всей своей необычности, на первый взгляд, согласуется с имеющимися в настоящее время физико-химическими данными Земли и Луны и не противоречит законам небесной механики.

Изотопный состав Луны

Изотопы галия

В своей работе Чизу Като (Chizu Kato) и Фредерик Муанье (Frédéric Moynier) описывают исследование изотопов галлия, входящих в состав вещества лунных образцов. Однако количества некоторых изотопов, особенно легких, не сходятся с количествами этих же изотопов в веществе нашей планеты. Это означает, что первичный изотопный состав вещества Луны изменился уже после её отделения от Земли. Авторы работы считают, что легкие изотопы ряда элементов более интенсивно испарялись в космос, по сравнению с их более тяжелыми аналогами, в “горячий” период существования Луны, пока она eщё не успела остыть. В новом исследовании Като и Муанье изучают количества изотопов галлия в лунных образцах и приходят к выводу, что эти количества хорошо согласуются с гипотезой испарения легких изотопов этого элемента в начальный период существования Луны из жидкой магмы, которая в то время покрывала собой всю её поверхность. Исследование вышло в журнале Science Advances.

Источник: https://helionews.ru/82831

Согласно новому исследованию, во время которого международной командой ученых были исследованы изотопы титана в 24 отдельных образцах лунных пород и почвы, существующая теория происхождения Луны должна быть пересмотрена. Результаты работы, проделанной геохимиком Чикагского университета Жуньжунь Джань в сотрудничестве с коллегой Бернского университета, были опубликованы 25 марта 2012 года в электронном журнале Nature Geoscience. 

Исследователи сравнили изотопный состав титана в лунных и земных образцах, учитывая при этом случайные изменения состава лунных образцов в связи с влиянием космических лучей. Учеными использовался масс-спектрометр для выполнения точных измерений титана-50 и титана-47 в породах Луны, собранных в 70-ых во время миссии Аполлон. Они обнаружили, что изотопный состав титана на Земле схож с титановым составом на Луне на 99,999996%. А так как считается, что схожесть инородных объектов с Землей (к примеру, метеоритов) обнаруживается в одном случае из 150, то, скорее всего, Тея имела иной, отличный от земного изотопный состав. Следовательно, результаты нового исследования обнаруживают, что Луна почти полностью состоит из земной мантии. В прошлом ученые сравнивали изотопный состав кремния, хрома, вольфрама и кислорода в образцах Земли и Луны, который обнаруживал значительные сходства. Но также считается, что изотопный состав кремния, хрома и вольфрама подобен составу Марса, чего нельзя сказать о титане. Что касается кислорода, то при столкновении Земли с Теей мог произойти обмен веществом, вплоть до максимального насыщения равного Земле, так как кислород легко испаряется. Этого, однако, нельзя сказать про титан, который испаряется не так легко. И хотя это гипотетически возможно, считается, что при столкновении с Теей Земля не могла передать идентичный своему состав титана. Новое исследование не просто находит еще одно сходство Луны с Землей, а дает возможность лучше взглянуть на теорию о происхождении Луны. Возможность формирующейся на тот момент Земли столкнуться с идентичным по изотопному составу кислорода, титана и вольфрама объектом почти нереальна, хотя и не исключается.

Особая благодарность за творческий подход к редакторской правке Сергею Калугину.

Источники знаний

2. https://astro-world.ru/kak-poyavilas-luna/
3. https://helionews.ru/14100
4. https://dzen.ru/video/watch/64eee8e379aeaf53037928db