И все пак, как се е образувала Луната?
Широко признато пояснение за това по какъв начин се е образувала луната е хипотезата за великански удар.
Лунните проучвания започнаха съществено, когато астронавтите на Аполо донесоха лунни камъни назад на Земята през 1969 година Днес научаваме повече за Луната от всеки път, защото техниките за разбор на химическия състав на остарели и нови лунни проби не престават да напредват.
Като една от най-познатите гледки от Земята в небето, Луната е въодушевила милиарди хора да гледат нагоре с учудване. В началото на историята на човечеството се основават легенди за това сребристо кълбо, а по-късно стартира галактическа конкуренция, с цел да го изследваме от разстояние или на място. Винаги е имало забележителна тайнственост: по какъв начин се е образувала Луната и е намерила дом в орбита към нашата синя планета?
Астронавтите на Аполо започнаха научни проучвания, с цел да отговорят на този въпрос, когато се завърнаха от Луната през 1969 година с повече от 24 кг лунен камък и прахуляк. Чрез премерване на възрастта на скалите учените научиха, че Луната се е формирала преди към 4,5 милиарда години, измежду безредните ранни години от образуването на Слънчевата система. Днешните принадлежности и техники могат да проучват химията на лунния материал по способи, които са били невъзможни единствено преди 50 години, разкривайки повече детайлности от всеки път за историята на нашата Луна.
Общоприетият модел на основаването на Луната допуска, че солиден обект, наименуван Тея, се е разрушил непосредствено в Земята преди 4,51 милиарда години, когато нашата планета към момента е била заета да пораства до настоящия си размер и да образува ядрото си. Полученият удар изпарява част от мантията на младата Земя, изхвърляйки камъни и газове на открито. След известно време изхвърлената материя (комбинация от материал от Земята и материал на Тея) стартира да обикаля към планетата. Бучките газ, прахуляк и камък се сблъскват и залепват.
Само след няколко хиляди години – последните модели разкриват този изненадващо къс интервал – те се сливат в сферична форма, която продължи да обикаля към Земята. Ранната лунна канара е толкоз гореща, че е напълно разтопен свят и са били нужни 150 до 200 милиона години, с цел да се охлади и кристализира в познатата си, сива, скалиста осанка. Тея е също по този начин катализаторът за образуването на Земята, защото оказва помощ за изтласкването на по-тежки детайли като никел и желязо към ядрото.
През последните 50 години Хипотезата за гигантския удар се трансформира в пожеланото пояснение, което съгласно доста учени е най-хубавото приближение на това, което евентуално се е случило поради геохимичните данни, които успяхме да съберем, ” споделя геохимикът Ерик Кано от Университета на Ню Мексико в Албакърки, пред Popular Mechanics.
Докато Хипотезата за гигантския удар е общоприета, към момента имаме доста мистерии по отношение на историята на Луната.
Най-голямото предизвикателство пред планетарните учени, които се пробват да реконструират историята на Луната е, че техните доказателства идват от „ доста обработени “ скали, споделя Антъни Гаргано, различен геохимик от Университета на Ню Мексико. Луната е претърпяла милиарди години промени от основаването си. Нашият сателит е претърпял изпарение, магма и кристализация, което е трансформирало скалите.
За благополучие технологиите за премерване, употребявани за проучване на образуването на планетата, бързо се усъвършенстват. Учените са в положение да мерят химичните сформира по способи, по които не са били в положение в дните на Аполо. Например, в този момент можем да изследваме парче лунна канара под електронен микроскоп или даже да изследваме зрънце лунен прахуляк благодарение на томография с атомна сонда (APT). Тази техника разграничава разликите на атомно равнище в материалите.
Измерването на постоянни изотопи също е изключително информативно. Кислородът, да вземем за пример, се предлага в леки и тежки разновидности, като „ тежката “ версия има два неутрона повече в своето атомно ядро, в сравнение с „ леката “ версия. Количествата на всеки изотоп, присъстващ в лунните проби, разкриват повече за процесите, оформили околната среда на Луната.
Ранните изследвания пресмятат междинната стойност на кислородните изотопи в лунната канара, открита в няколко разнообразни района на Луната, споделя Кано. Тъй като тези изследвания са взели междинна стойност от измерванията, учените през днешния ден знаят, че резултатите са били подвеждащи; измерванията демонстрират, че химичният състав на луната е на практика еднакъв със земния, само че това доказателство опонира на концепцията, че луната съдържа материал от вторично тяло, сблъскало се със Земята. Едно пояснение за оправдаване на идентичния химичен състав е, че ударите на астероиди доставят О2.
Благодарение на друг метод, който изследва същите проби, изследване от март 2020 година обясни объркването. Доказателствата, които Кано и други откриватели показват в Nature Geoscience, са получени, като е изследвана всяка проба поотделно с принадлежности за премерване с висока акуратност, което разрешава да открият разнообразни характерности във всяка една. Учените стигат до заключението, че Луната наподобява има друг изотопен състав на кислорода от нашата планета.
Тези данни, открити в проби от надълбоко в лунната тога, на 30 благи под повърхността, поддържат историята за произхода на великански удар. Освен това, това разкрива повече за мистериозната Тея. „ Нашите открития допускат, че обособените кислородни изотопни сформира на Тея и Земята не са били изцяло хомогенизирани от въздействието, образуващо Луната, като по този метод дават количествени доказателства, че Тея може да се е формирала по-далеч от слънцето, в сравнение с Земята “, означават откривателите в своята публикация.
Друго изследване, ръководено от НАСА, също разкрива повече за геохимията на гигантския удар. Планетарните учени знаят, че детайлът хлор се изпарява при ниски температури, тъй че те употребяват хлор, с цел да проследят образуването на планетата. Земята има обилие от лек хлор. За разлика от тях изследваните от учените лунни камъни съдържат повече от тежкия хлорен изотоп. Доброто пояснение е, че до момента в който Земята и Луната се реформират след удара, Земята с по-голямо тяло е изтеглила по-голямата част от лекия хлор. „ Загубата на хлор от Луната евентуално се е случила по време на събитие с висока сила и топлота, което сочи към теорията за гигантския удар “, споделя Гаргано, един от водещите откриватели, в прессъобщение на НАСА. Работата на екипа беше оповестена през септември 2020 година в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Агенцията откри изненада на Луната под формата на излъчвания на въглеродни йони от повърхността на Луната. Те използваха данни, събрани по време на задачата KAGUYA, втората задача на Япония за проучване на Луната от орбита. Стартирана през 2007 година, тя сътвори най-подробния топографски модел, който имаме, на нашия каменист комшия благодарение на 15 разнообразни инструмента. Изследванията на данните, събрани в продължение на съвсем две години за геологията на Луната, провокират предходни проучвания на лунни проби.
Преди учените имаха вяра, че на Луната въобще няма доста въглерод, макар че този летлив детайл нормално въздейства върху образуването и еволюцията на планетарните тела. И въпреки всичко предстоящите въглеродни излъчвания, открити от KAGUYA на повърхността на Луната, са доста по-големи като количество от предстоящото, оповестиха откриватели в Science Advances през май 2020 година Инструментите демонстрираха, че въглеродните йони са разпределени по съвсем цялата лунна повърхнина. Следователно, той би трябвало да е локален за Луната, заключиха откривателите.
Това доказателство значи, че въглеродът би трябвало да е бил вграден в луната по време на нейното образуване или скоро по-късно. Проучването също по този начин отбелязва, че базалтовите равнини на Луната отделят доста повече излъчвания на въглеродни йони, в сравнение с планините. Това е доказателство за съществуването на въглерод на Луната в продължение на милиарди години, вместо да навлиза по-късно от външни източници като безоблачен вятър или астероиди.
Инструментите засичат въглеродни излъчвания със скорост от към 5,0 × 10⁴ на квадратен сантиметър в секунда, което е доста по-голямо от слънчевия вятър и микрометеороидите, съгласно изследването.
Същата година откриватели в Германия разкриха друга безапелационна част от историята, доказателство, че Луната се е оформила единствено няколко хиляди години след удара. Проучването, оповестено през юли 2020 година в списанието Science Advances, откри, че изхвърлената материя от Тея и Земята се кондензира в магмен океан с дълбочина близо 1000 км. Отнело е 150 до 200 милиона години, с цел да кристализира изцяло тази течна канара, съгласно компютърните симулационни модели, употребявани от откривателите. Предишни оценки сочат, че на Луната са й трябвали единствено 35 милиона години, с цел да се охлади до твърда кора.
Руските задачи на Луната също са събрали лунен материал. Скорошната китайска сонда Chang’e-5 събра проби от тъмната страна на Луната. Районът, от който идват скалите на Аполо, е единствено дребен район на Луната, тъй че е като да се пробвате да сглобите великански пъзел, когато имате единствено няколко части, споделя Кано.
Обединяването на данни от всички тези опити и задачи ще бъде ключът към рисуването на по-ясна картина на прекарванията на Луната от нейното раждане преди 4,5 милиарда години. Засега нямаме достъп до данни от някои от тези страни, като Китай.
„ Дори единствено с актуалните проби и данни, с които разполагаме, учените към момента измислят нови хрумвания по отношение на детайлите на лунното образуване “, споделя Кано.
Все отново съществува голямо количество химически доказателства в поддръжка на хипотезата за гигантския удар, споделя Гаргано. На този стадий работата е обвързвана напълно с попълването на детайлите.
Кано се съгласява. „ Според мен актуалните данни, с които разполагаме, са задоволителни, с цел да създадем рационална догадка за произхода на Луната. Въпреки това, с цел да определим характерните елементи на образуването й, евентуално ще би трябвало да се върнем на лунната повърхнина и да съберем повече проби и да създадем по-задълбочено геоложко изследване “.
Няма да се постанова да се чака дълго за друга партида от лунни проби, които да осведомят за това, по какъв начин е зародила Луната. НАСА ще започва завръщане на човек на Луната до 2024 година с задачата Artemis.
