Появилась новая версия происхождения Луны, как появилась Луна
Главная версия происхождения Луны
Современная наука в основном склоняется к тому, что 4,5 миллиарда лет назад, когда из протопланетного облака только что возникли миры Солнечной системы, их было больше, чем сейчас. Что была ещё одна твёрдая планета размером примерно с Марс. И когда Земля и, скорее всего, этот второй Марс были ещё раскалены этим процессом формирования, они столкнулись. И результатом этой аварии было образование Луны.
Но чтобы окончательно заявить, что именно так оно и было, нужно в максимальных подробностях как бы восстановить эти события, то есть в деталях составить представление о том, как всё произошло. И это оказалось очень трудно. Учёные прорабатывали самые разные варианты столкновения Земли и этой гипотетической планеты. Кстати, её символично назвали Тейей, потому что Тейя — это героиня античных мифов, богиня, мать Селены, а Селена, соответственно, богиня Луны.
Что не так с гипотезой Тейи
Так вот, пришли к выводу, что Тейя врезалась в Землю совершенно точно не лоб в лоб, потому что в таком случае от нашей планеты остались бы одни лохмотья, и если бы из них потом снова собралась планета, в ней находился бы чужеродный материал.
А такого не наблюдается. Значит, удар был по касательной.
Фото © Wikipedia
И принято считать, что этим ударом с земной поверхности выбило в космос определённую массу вещества, из которого потом и «накатало» снежный ком Луны. Если бы удар оказался несильный, то с Земли выбило бы в общем-то немного всего, и тогда Луна бы получилась в основном из вещества Тейи разве что с небольшой добавкой земного. А это не соотносится с анализом привезённого с Луны грунта: и тот, что доставлен советскими аппаратами, и тот, что привозили американские астронавты, и тот, который недавно получил Китай, — в целом похожи не только друг на друга, но и очень похожи на нашу собственную Землю. И больше не похожи ни на что. Планетологи из этого делают вывод, что Луну «слепило» всё-таки по большей части из вещества земного. Впрочем, это тоже ещё не решённый вопрос: а может быть, из Земли получилась только внешняя оболочка Луны, а начинка у неё совсем другая. Но это на самом деле — не главная загадка. А главная загадка — в том, что происходило сразу после судьбоносной космической аварии.
Новый сценарий рождения Луны
До сих пор расчёты приводили к выводу, что столкновение выбило с Земли разрозненную россыпь планетарных осколков, а потом весь этот щебень собрался в единое целое, то есть в Луну. Но такой сценарий приводил не совсем к тому результату, какой мы имеем на самом деле: орбита Луны, долго и постепенно возникающей из камешков и песчинок, была бы не такой наклонённой, какой она является. Дело в том, что вообще в Солнечной системе в основном у спутников принято кружиться вокруг своих планет более-менее параллельно хозяйскому экватору, и это как раз потому, что эти спутники формировались постепенно и синхронизировались с вращением своей планеты вокруг собственной оси. Но с Луной всё совершенно таинственным образом не так: она вращается вокруг Земли вовсе не в плоскости нашего экватора, а почти что в той плоскости, в какой кружатся вокруг Солнца практически все наши планеты, то есть в плоскости эклиптики.
Долгожданное объяснение этой несостыковке предлагает американский исследовательский центр Эймса (один из ведущих в структуре NASA).
Астрофизики построили такую компьютерную модель возникновения Луны, в которой после катастрофической встречи Земли и Тейи в космос выбросило не горсть мелких-мелких обломков, а сразу большой кусок. Даже два куска. Тот, что поближе и побольше, упал обратно на Землю, а второй, маленький, оттолкнуло подальше, потому он и обосновался на не очень свойственной естественным спутникам орбите. Таким образом выходит, что будущая Луна, по сути, появилась в небе буквально в считаные часы после самопожертвования Тейи.
Какое всё это имеет значение
Это не только вопрос о том, как появилась Луна, но и о том, как, собственно говоря, появились мы с вами, то есть как возникла жизнь на Земле. Дело в том, что без Луны мы бы сейчас с вами не разговаривали. Почему: во-первых, наличие вращающейся вокруг нас крупной спутницы стабилизировало земную ось, то есть она перестала очень сильно ходить, раскачиваться по мере вращения нашей планеты.
А это означает более понятные, более предсказуемые, более комфортные условия, в которых потом свила себе гнездо жизнь. Жизнь приспосабливается к тем условиям, которые ей даются. Если эти условия меняются постепенно, то она тоже постепенно привыкает и меняет что-то в себе. Но если всё то и дело переворачивается с ног на голову, то жизнь просто не успевает адаптироваться и погибает.
И второе: со временем благодаря притяжению Луны Земля замедлила вращение вокруг своей оси — увеличились сутки. Если изначально, 4,5 миллиарда лет назад, они составляли всего шесть часов, то через пару миллиардов лет растянулись уже до 21 часа. Стало быть, продлился световой день — «рабочий день» бактерий, способных к фотосинтезу и вырабатывающих кислород. Поначалу этот кислород был просто в общем-то ненужным практически никому побочным продуктом. А потом, как известно, его стало уже так много, что наука называет это Кислородной катастрофой. Все, кому данный газ вообще не нужен ни в каком виде (а таких было абсолютное большинство), стали массово вымирать.
Фото © Shutterstock
Какую версию происхождения жизни на Земле вы поддерживаете?
Самозарождение
Панспермия (занос из космоса метеоритами, кометами и т.д.)
Не астероиды и не обломки большой луны: Осталась лишь одна версия происхождения спутников Марса
Адель Романенкова
- Статьи
- луна
- планетология
- Вселенная
- Наука и Технологии
Комментариев: 2
Для комментирования авторизуйтесь!
как объяснить космическую аномалию и что это значит
Исследовав лунный грунт, ученые столкнулись с аномальным содержанием металла в породе и никак не могут понять, с чем это связано.
Теги:Нетленка
Исследование
Астрономия
Связь
Солнечная система
Getty Images
Когда речь заходит о том, что астронавты или исследовательские зонды «нашли на Луне минералы», речь идет всего лишь о пробах с поверхности спутника Земли.
Однако даже их оказалось достаточно, чтобы ученые догадались о том, что недра Луны таят в себе множество ценных ископаемых.
Дефицит драгоценных металлов на Луне
В данном случае, впрочем, добыча едва ли волнует исследователей. У них другая задача: группа специалистов из США и Канады поставила своей целью решить загадку странного дефицита драгоценных металлов, который, как считает современная наука, наблюдается в лунной мантии.
Около полувека назад астронавты привезли со спутника первые пробы грунта — несколько сотен килограммов лунной пыли и породы.
«В общей сложности, благодаря миссиям «Аполлон» и «Луна» мы собрали примерно 400 килограммов лунных образцов. Может, эта цифра и звучит внушительно, но для серьезных исследований этого попросту недостаточно», — поясняет планетолог Джеймс Бренан из университета Далхаузи в Канаде.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕИз чего состоит мантия Луны?
Как проще всего узнать о том, что скрывается внутри космического тела? Правильно, изучить то немного вещество мантии, которое иногда попадает на поверхность.
Так, базальтовые породы, доставленные миссиями «Аполлон 15» и «Аполлон 17» еще в 2007 году тщательно исследовали на предмет сидерофильных (иначе говоря, «любящих железо») элементов, составляющих мантию Луны.
Ввиду того, что Солнечная система уже завершила фазу великого «космического строительства», на поверхности Луны должно быть много подобных минералов — они, в частности, могут попадать на нее вместе с метеоритами. Но, как ни странно, измерения показали цифры от 10 до 100 раз меньше ожидаемого. Даже с учетом того, что некоторые метеориты могут не пополнять массу Луны, а наоборот, откалывать от нее улетающие в космос куски, ситуация далека от нормы.
Загадка происхождения спутника
В настоящее время одна из доминирующих гипотез происхождения Луны гласит, что спутник образовался из того же вещества, что и Земля. Но, при многочисленном сходстве геохимического состава, различий тоже хватает. В результате исследования ученые установили, что сидерофильные элементы скорее всего скрываются внутри поверхности Луны — они попросту почти не выходят на поверхность.
Так что же, Луна — это потенциальный Клондайк всего человечества? Увы, вероятность этого невелика. Даже если лунные недра и богаты металлами, то они, вероятно, не будут «вызревать» в подобие земных руд, которые удобно добывать и перерабатывать. Целесообразность же иных методов напрямую зависит от того, насколько хорошо люди освоят космическую промышленность и насколько велика будет их нужда в исследовании глубин спутника.
Все, что мы думали, что знали о Луне, неверно — наука и здоровье
Мы наблюдали за ней с незапамятных времен, но Луна все еще готовит сюрпризы до весны. Луна не является холодным, мертвым и инертным телом, она все еще имеет расплавленное ядро, оставшееся от ее образования около 4,5 миллиардов лет назад. Продолжая остывать, Луна продолжает сжиматься, вызывая морщины на ее коре.
Это сжатие в сочетании с гравитационными напряжениями вызывает лунотрясения силой до 5 баллов по шкале Рихтера, сообщили ученые из Мэриленда в журнале Nature Geoscience на этой неделе.
Все это подтверждает теорию о том, что Луна не родилась вместе с остальной частью Солнечной системы, а была создана, когда первобытная Земля столкнулась с другой планетой. Столкновение разрушило теоретическую планету Тейя, а Луна была создана путем срастания частиц Тейи с кусками материала, выброшенного с травмированной Земли.
В этой теории была одна загвоздка: большая часть Луны должна состоять из тейанских обломков, но камень, принесенный астронавтами, был похож на земной. Теперь американские и японские ученые решили эту загадку, не прибегая к слову «совпадение».
Столкновение, приведшее к образованию Луны
Пока мы говорим о лунных камнях, китайцы обнаружили на обратной стороне Луны аномальный камень, который, как они предполагают, образовался из мантии. Но начнем с его создания.
Восходящая Тейя
Предполагается, что Солнечная система образовалась 4,6 миллиарда лет назад из облака пыли и газа, сгустившихся в холодных краях космоса.
Вероятно, первым появилось Солнце, окруженное диском материи, из которого образовались планеты и, по крайней мере, некоторые из их спутников. Именно образование планет и лун науке объяснить труднее всего. Однако не наша Луна: предполагается, что она была создана позже, в результате того гигантского удара. Но была загвоздка.
Как Луна была создана в результате столкновения Земли и Теи
- Гигантское генетическое исследование обнаружило «призрачный» вид у лошадей
- Кто наши предки? Ученые говорят, что не этот южноафриканский гоминид
- Очевидно, существует ген, который решает судьбу вашей сиесты
- Ураганы обрушатся на Средиземное море по мере усиления глобального потепления
Когда Тейя столкнулась с древней расплавленной Землей около 4,5 миллиардов лет назад — под углом, очевидно — он разбился. Достаточное количество ранней Земли выжило, чтобы стать планетой, которую мы знаем и любим злоупотреблять. Луна могла образоваться в основном из обломков Тейи, которые были размером примерно с Марс, и материала, выбитого отсюда.
Загвоздка заключалась в том, что компьютерное моделирование предсказывало, что большая часть Луны будет состоять из Теианского камня. Но камни, принесенные астронавтами, похожи на земные камни, объясняют геофизик из Йельского университета Шунитиро Карато и другие в Nature Geoscience.
Их моментом озарения стало осознание того, что теоретическое столкновение произошло примерно через 50 миллионов лет после образования Солнца — в то время, когда протоземля, образовавшаяся из туманности, была бы полностью расплавлена. Это должно было быть вращающееся тело магмы, но Тейя, вероятно, была холодной и твердой.
Итак, Карато и его коллеги сформулировали новую модель, основанную на столкновении магматической ранней Земли с гигантской твердой породой. Столкновение нагрело бы магму гораздо сильнее, чем теанские фрагменты. Тогда нагретая магма расширилась бы в объеме и вырвалась бы в космос.
«В нашей модели около 80 процентов Луны состоит из протоземных материалов», — сказал Карато, который провел обширное исследование химических свойств протоземной магмы.
«В большинстве предыдущих моделей около 80 процентов Луны состоит из импактора. Это большая разница».
Миллиарды лет спустя и Земля, и Луна сохранили горячие ядра. Добавьте напряжения гравитации, и один результат — землетрясения.
Резвая луна
Анимация столкновения Земли с ТеейИзображение: Хосоно, Карато, Макино и Сайто
Земная кора состоит из континентальных плит, плавающих в море расплавленной породы. Здесь землетрясения возникают в результате движения плит, неровностей в скальной породе или гидроразрыва. На Луне нет континентальных плит или нефтяных компаний.
Тем не менее, Луна не просто тектонически активна, она совершенно резвая — с 1969 по 1977 год было зарегистрировано 28 землетрясений от 2 до 5 баллов по шкале Рихтера. В 2010 году космический аппарат Lunar Reconnaissance Orbiter сделал фотографии, на которых видны тысячи ошибок тяги.
«Эти разломы напоминают небольшие ступенчатые утесы или уступы, если смотреть с лунной поверхности; каждый примерно в десятки ярдов в высоту и несколько миль в длину», — пишет команда.
Луна также испытывает глубокие землетрясения на глубине до 1000 километров (620 миль) под поверхностью, и их очень много.
«Мы не говорим, что на Луне есть тектоника плит, скорее, что она тектонически активна», — сказал Haaretz Николас Шмерр, доцент кафедры геологии в Университете Мэриленда. «Луна — это мир с одной пластиной. Однако корка сжимается по мере охлаждения и, подобно сморщивающейся кожуре винограда, превращающегося в изюм, сжимается и может треснуть».
Лунная кора намного толще земной, но ее магматическое ядро было обнаружено с помощью анализа сейсмических волн доктором Рене Вебер из НАСА и другими.
«Предостережение заключается в том, что ядро Луны намного меньше и холоднее, чем ядро Земли, и, вероятно, в металлическом железе содержится много серы, что позволяет ему оставаться в расплавленном состоянии при более низкой температуре», — объясняет Шмерр.
Напор на поверхности Луны, вызванный сжатием земной корыПредоставлено: НАСА / GSFC / Университет штата Аризона
Анализ эпицентра лунотрясений, проведенный Шмерром и другими, показал, что треть землетрясений — восемь — по-видимому, произошли в результате истинной тектонической активности вдоль разломов, а не в результате ударов астероидов или грохота глубоко внутри луны.
Грохот в салоне? «Один из основных типов лунотрясений, обнаруженных [миссиями] Аполлона, происходил глубоко в недрах Луны, примерно на 800–1000 километров под поверхностью», — говорит Шмерр. «Мы не совсем уверены, что вызывает [эти глубокие землетрясения], но Аполлон обнаружил тысячи из них», — добавляет он.
Ищите, и вы найдете мантию
Но на что похожа эта лунная мантия? Миссии «Аполлон» приземлились на ближней стороне Луны, но китайцы совершили историческую посадку зонда на дальней стороне — и они считают, что нашли камни из мантии, которые были выброшены на поверхность сильными ударами, как сообщается в журнале Nature. .
Когда большой метеор или другой объект сталкивается с планетой, он может расколоть кору, в результате чего из недр вылетят осколки.
На этой планете мы можем получить информацию о составе мантии из вулканов, среди прочего. В то время как Луна оказывается чем-то другим, чем мертвая скала, ее вулканы, по-видимому, уже давно бездействуют, поскольку последний раз они извергались в эпоху динозавров.
Мысль заключалась в том, чтобы внимательно рассмотреть ударные кратеры, достаточно большие, чтобы материал мантии мог вырваться вверх. Самый старый и самый большой из кратеров на противоположной стороне — гигантский по имени Фон Карман, который находится в бассейне Южный полюс-Эйткен. Мало того, что лунная мантия достигла там поверхности: огромный кратер также свидетельствует о том, что в далеком прошлом были потоки лавы.
Ближняя сторона Луны: Посмотри. Он становится меньшеКредит: dzika_mrowka / Getty Images IL /
И именно там марсоход Юту-2 исследовал породы, которые не были похожи на породы земной коры.
Используя данные спектрометра, ученые искали различия между породой на поверхности и породой, найденной в кратере, и, вот, они обнаружили минералы пироксена и оливина с низким содержанием кальция, которые могут происходить из верхней мантии. Авторы считают, что эти минералы пришли из-под дна бассейна Южный полюс-Эйткен.
Следует подчеркнуть, что эти результаты получены на спектрометре, а не на дальней скале и ее анализе.
Другими словами, пока это теоретически.
Забудьте о марсианских миссиях, которые в любом случае являются несбыточной мечтой: Шмерр очень хотел бы, чтобы человечество снова отправилось на Луну. Возможно, они могли бы даже использовать найденную там воду — в виде льда, застрявшего в постоянно затененных карманах вокруг лунных полюсов, часть которого, по-видимому, лежит на поверхности.
«Мы многому научились в ходе миссий «Аполлон», но на самом деле они касались только поверхности, — говорит Шмерр. «С более широкой сетью современных сейсмометров мы могли бы добиться огромных успехов в нашем понимании геологии Луны. Это дает науке очень многообещающие плоды для будущей миссии на Луну».
Иллюзия луны | Наблюдайте за Луной – Луна: NASA Science
Иллюзия Луны
Эти виды Луны были сделаны 9 июня 2017 года. Восходящая луна оранжевого цвета в левом нижнем углу только что рассеяла низкие облака на горизонте, около 20:30. ТИХООКЕАНСКОЕ ЛЕТНЕЕ ВРЕМЯ. Изображение высокой Луны, вверху слева и продублировано внизу справа, было получено около 21:50.
Почему восходящая Луна кажется намного больше, чем та же Луна, видимая высоко в небе посреди ночи? Оказывается, это не так, и мы можем винить в иллюзии то, как ведет себя наша комбинация глаз и мозга. Хотите доказательств, что это всего лишь иллюзия? Выполните следующие действия, чтобы выполнить самостоятельный тест.
- Сфотографируйте восход Луны прямо над дальним горизонтом в течение нескольких дней при полной Луне. В ту же ночь, используя ту же систему обработки изображений, сфотографируйте Луну высоко в небе.
- При сравнении изображений Луна будет выглядеть «сплющенной» по вертикали, когда она находится вблизи горизонта, и круглой, когда она находится высоко в небе. Измерьте диаметр высокой луны и самый длинный горизонтальный «диаметр» сплющенной луны.
- Диаметры будут одинаковыми (с учетом небольшого изменения из-за вращения Земли, переносящего камеру ближе к Луне, когда она находится высоко в небе; см. DIY Supermoon Imaging ). Это демонстрирует, что иллюзия Луны на самом деле иллюзия.
Сплющенная Луна также будет иметь гораздо более теплый оттенок, чем высокая Луна. Это связано с тем, что свет низкой Луны проходит через большую часть атмосферы Земли, чем свет высокой Луны. Этот сжатый вид связан с тем, что атмосфера Земли ведет себя как слабая линза, а лунный свет изгибается ближе к горизонту, чем немного выше над горизонтом.
Любая камера с длинным телеобъективом может сделать пару фотографий, подобных представленным ниже. Беззеркальная камера или цифровая зеркальная камера (цифровая зеркальная камера с одним объективом) может использоваться с телеобъективом «только для объектива». Телеобъектив можно комбинировать с телеконвертером для увеличения эффективного фокусного расстояния, увеличивая изображение.
Не увеличивайте Луну настолько, чтобы она вышла за пределы поля зрения сенсора. Установите камеру и телеобъектив на штатив, используя спусковой тросик, чтобы свести к минимуму вибрацию при срабатывании затвора. Высокая настройка ISO (чувствительности) позволяет за короткое время затвора заморозить любую вибрацию из-за удара зеркала в камере. Начните с выдержки, эквивалентной 1/ISO при f/16. Разумно открыть объектив до более низкого f/# и соответственно сократить время затвора. Установите время затвора для обоих наборов изображений, чтобы выбрать наилучшую общую экспозицию для каждого случая.
Сохранение всех ваших экспозиций в брекетинге облегчит сопоставление изображений низкой и высокой Луны. Атмосфера Земли может поглощать достаточно света в разное время ночи (или дня), поэтому разные экспозиции при низкой и высокой Луне могут дать вам наилучшее совпадение изображений.
Чтобы сделать свои собственные сравнительные снимки, не используйте зеркально-линзовый (катадиоптрический) телеобъектив или зрительную трубу или чисто рефлекторную зрительную трубу (за исключением ньютоновской зрительной трубы).