Новое исследование «состарило» Луну на 40 миллионов лет
Учёные выяснили, сколько на самом деле лет естественному спутнику Земли. Они смогли провести анализ лунной пыли, которую собрали космонавты корабля «Аполлон-17» в 1970-х годах. Исследование показало, что Луна на 40 миллионов лет старше, чем считалось ранее.
Во время пилотируемого космического полёта «Аполлон-17» были собраны около 243 фунтов образцов почвы и горных пород Луны. 11 декабря 1972 года астронавты НАСА Юджин Сернан и Харрисон Шмитт собрали камни и пыль с поверхности спутника. Сегодня эти материалы позволили ученым понять, когда именно была сформирована Луна, следовательно, стал известен её точный возраст, сообщает СNN. Результаты были опубликованы в понедельник, 23 октября, в научном журнале Geochemical Perspectives Letters.
Новый анализ обнаружил, что кристаллы циркона можно датировать возрастом в 4,46 миллиарда лет. По предыдущим оценкам, Луна находится в возрасте 4,425 миллиарда лет. Но, по данным нового исследования, получается, что Луна на 40 миллионов лет старше.
«Поскольку мы знаем, сколько лет этим кристаллам, они служат якорем для лунной хронологии, — сказал космохимик и профессор Чикагского университета Филипп Хек. – Основная гипотеза формирования Луны заключается в том, что во время ранней истории хаотичного развития Солнечной системы объект размером с Марс, именуемый Тейя, врезался в первичную Землю. Этот взрыв выбросил магму в космос, образовав диск обломков, который вращался вокруг Земли и в дальнейшем слился в Луну. Но точное время формирования спутника было определить трудно, даже последнее исследования может ошибаться. Это объясняется тем, кристаллы, собранные на лунной поверхности астронавтами, могли образоваться после того, как магма остыла и затвердела. До этого «их химический отпечаток был бы стерт».
«Луна является важным партнером в нашей планетарной системе. Это стабилизирует ось вращения Земли, это причина, по которой есть 24 часа в день, это причина, по которой у нас есть приливы. Без Луны жизнь на Земле выглядела бы по-другому. Это часть нашей естественной системы, которую мы хотим лучше понять, и наше исследование представляет собой крошечный кусочек головоломки во всей этой картине», — напоминает важность Луны и ее изучения профессор Хек.
Исследователи использовали метод атомно-зондовой томографией. Он применяется, чтобы подтвердить возраст самых старых кристаллов циркона внутри фрагмента породы под названием норит, образовавшихся после Большого взрыва и собранные астронавтом Шмиттом. Метод исследования происходит с помощью ультрафиолетовых лазеров для испарения атомов с поверхности наконечника с частицами грунта Луны. Атомы проходят через масс-спектрометр, и то, как быстро они движутся, говорит учёным о том, насколько они тяжелы и из чего они сделан.
Хотя лунные образцы были собраны в 1970-года, потребовалось время для разработки технологии, необходимой для проведения анализа кристаллов. Вот почему НАСА только последние годы начало поднимать кусочки эпохи Аполлона, которые позволяют получить больше информации о спутнике нашей планеты с использованием самых передовых методов исследования.
«Мне нравится тот факт, что это исследование было проведено на образце, который был собран и доставлен на Землю 51 год назад. В то время атомная томография еще не была разработана, и ученые даже представить себе не могли, какие типы анализов мы проводим сегодня», — прокомментировал технологический прогресс современности Филипп Хек.
Порода, содержащая циркон, была собрана в долине Таурус-Литтроу на юго-восточной окраине лунного Моря Безмятежности и хранилась в Космическом центре НАСА имени Джонсона в Хьюстоне.
«Интересно, что все древнейшие минералы, обнаруженные на Земле, Марсе и Луне, представляют собой кристаллы циркона. Циркон сохраняется вечно», — отмечает ученый-планетолог и соавтор исследования Бидун Чжан.
В исследовании Чжана, опубликованном в 2021 году, использовался другой метод — ионного микрозондового анализа. Его применяют для измерения количества атомов урана и свинца в кристаллах и расчета возраста циркона на основе распада радиоактивного урана на свинец с течением времени. Возраст, которые заявили в тот год, необходимо было подтвердить другими методами из-за потенциальных осложнений, связанных с атомами свинца, если в кристаллической структуре циркона существовали дефекты.
«Я рассматриваю это как отличный пример того, что наномасштаб или даже атомный масштаб может рассказать нам о глобальных вопросах», — отметил ведущий автор исследования Дженника Грир.
Луна, которая вращается вокруг Земли на среднем расстоянии около 384 тысяч километров, имеет диаметр около 3,5 тысячи километров, что чуть больше четверти диаметра нашей планеты.
«Луна помогает стабилизировать земную ось для стабильного климата. Гравитационное притяжение Луны помогает формировать экосистему океана. Луна вдохновляет человеческие культуры и исследования. А НАСА и другие космические агентства рассматривают Луну как ступеньку для будущих исследований глубокого космоса», — добавляет Чжан.