Камни состарили Луну

Луна оказалась старше, чем считалось до последнего времени. К такому выводу пришли ученые под руководством Мелани Барбори, исследователя из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Новые оценки возраста естественного спутника Земли удалось сделать на основе анализа минералов, доставленных на землю американской экспедицией «Аполлон-14», состоявшейся в 1971 году. Ученые пришли к выводу, что Луна образовалась минимум 4,51 млрд лет назад,

то есть лишь 60 млн лет спустя после формирования самой Солнечной системы с ее планетами.

Мелани Барбони с образцом циркона. Фото: Carolyn Crow

Это означает, что прежние оценки возраста необходимо уточнить: Луна оказалась старше на величину от 40 млн до 140 млн лет. Согласно современным представлениям, Луна образовалась в результате столкновения Земли с гипотетической планетой Тейя, и иметь хорошие оценки времени этой катастрофы чрезвычайно важно для изучения эволюции нашей планеты. В результате столкновения поверхность Земли превратилась в раскаленный расплав, и жизнь на ней могла зародиться лишь после долгого остывания. Поэтому вопрос о возрасте Луны давно является предметом жарких дискуссий в научном мире, и дать на него ответ ученые пытались различными способами.

Снимок лунной поверхности, сделанный во время миссии «Аполлон-14». Фото: NASA

«Наконец-то мы установили минимальный возраст Луны», — сказала Барбони, автор исследования, опубликованного в журнале Science Advances.

Обычно ученые сталкивались с большими сложностями при анализе лунных пород, доставленных на Землю, из-за того что большинство их представляет собой «мешанину» из различных фрагментов камней и минералов. Поэтому в этот раз ученые решили сосредоточиться на анализе восьми образцов циркона — минерала, найденного среди прочих на поверхности Луны американскими астронавтами. Этот минерал считается неплохим инструментом, позволяющим определить возраст пород и на Земле,

поскольку он кристаллизуется из расплава магмы и остается относительно неизменным миллионы и миллиарды лет.

Предполагается, что на Луне этот минерал затвердел, когда прекратилась ее вулканическая активность. «Циркон — король минералов, если речь идет о попытке понять любые процессы из-за его невероятной твердости. Он не подвержен изменениям и ударам», — считает Барбони.

Чтобы понять, как давно кристаллизовался этот минерал, ученые выделили из него две пары элементов: «уран – свинец» и «лютеций – гафний». Известно, что радиоактивный уран за счет распада превращается в свинец, а лютеций — в гафний. Поскольку эти процессы происходят с точно известным периодом полураспада, анализ их концентраций внутри минерала позволяет точно датировать его образование.

Изучив соотношение «уран – свинец», ученые смогли оценить время, когда циркон впервые появился в расплавленной магме лунной поверхности. Анализ же пары «лютеций – гафний» помог выяснить, когда образовалась сама магма, что произошло раньше.

«Циркон является наилучшими природными часами. Он лучше всего хранит геологическую историю и время его образования», — считает соавтор работы Кевин Маккиган.

Впрочем, не все специалисты в области планетологии разделяют этот оптимизм.

По мнению Ричарда Карлсона, декана факультета земного магнетизма Института Карнеги, группа Барбони проделала большую работу, однако она вряд ли положит конец спорам о возрасте Луны. По его словам, вопросы вызывают методы, применявшиеся в работе, а также сделанные допущения. «Они поднимают очень сложный вопрос о том, почему мы не имеем четкого ответа на вопрос, каков возраст Луны. Мои сомнения — сомнения того, кто знаком с предметом и методами исследования», — пояснил ученый. В частности, он ставит под сомнение предположение о том, в какой пропорции лютеций и гафний существовали в ранней Солнечной системе.

К вопросам происхождения Луны в научных журналах возвращаются не редко. Буквально на днях в журнале Nature Geoscience итальянские ученые высказали гипотезу, что к образованию Луны привело не единичное столкновение Земли с другой планетой, а множество последовательных ударов.