Загадка происхождения спутника Земли

После того как президент США Джордж Буш провозгласил планы высадки десанта на Луну с целью ее колонизации, с новой силой вспыхнули споры о происхождении нашего спутника. Самая распространенная версия сводится к тому, что Луна родилась, когда тело размером с Марс врезалось в молодую Землю. Но до сих пор ученые не могут ответить на прямой вопрос — откуда взялся этот космический «молоток»? На Луну в 1969 – 1972 годах высаживались шесть экипажей американских «Аполлонов», они привезли на Землю 380 килограммов лунного грунта. Трижды в 1969 – 1976 годах на Луне работали советские автоматические аппараты, они взяли с собой 330 граммов реголита.

Исследования в лабораториях доказали, что отличия в химическом составе Земли и Луны столь разительны, что эти небесные тела вряд ли когда-нибудь составляли одно целое. Для истории вопроса интересно упомянуть три главные гипотезы происхождения Луны в «дохимическую» эпоху.

Первая гипотеза: Земля вращалась так быстро, что сбросила с себя часть вещества, которое затем образовало Луну.

Вторая: Луна прилетела из глубин космоса и была захвачена силой земного притяжения.

Третья: Земля и Луна образовались независимо, почти одновременно и примерно на одном расстоянии от Солнца.

Новейшие данные привели к появлению четвертой гипотезы «Большого удара», которая в научном сообществе принята как наиболее правдоподобная. 4,5 миллиарда лет назад крупное тело величиной с Марс столкнулось с совсем молодой Землей (прото-Землей). Железное ядро планеты-«молотка» опустилось к самому сердцу нежной Земли, а легкие осколки мантий разлетелись как брызги, образовав кольцо из обломков. В конце концов, кольцо из обломков слиплось вокруг самого большого куска, образовав Луну. Эта гипотеза была сформулирована американскими астрономами в 1975 году по первым следам исследования лунного грунта. Теория стройная и многое объясняет. К примеру, то, что Земля содержит большое количество железа, а на Луне его почти нет. Кроме того, из вещества, которое образовало Луну, в результате столкновения выделилось много газов, в частности, кислород. Луна первоначально была в 20 раз ближе к Земле, чем теперь, и постепенно отдалилась к нынешнему положению. Но осталась нерешенной одна проблема: где был подвешен загадочный космический «молоток»? Вопрос не праздный, ибо, не ответив на него, мы не можем дышать свободно и вправе ожидать еще одного удара с такими же страшными последствиями.

Недавно Ричард Готт и Эдвард Белбрано из Принстонского университета, США, высказали догадку, которая снимает долгие мучения ученых, а заодно добавляет любопытный штрих в проблему поиска внеземных цивилизаций. Сравнение содержания изотопов кислорода -16, -17 и -18 на Земле и Луне показывает, что они близки по возрасту, и, следовательно, гигантский космический камикадзе появился на свет на таком же расстоянии от Солнца, что и Земля. Но разве в космосе есть «гвоздик», где тело может находиться в равновесии, не прибиваясь к более крупным небесным объектам?

В 1772 году великий французский математик Лагранж вычислил в Солнечной системе две такие точки, которые находятся как раз на орбите Земли, на 60 градусов позади и впереди нашей планеты при ее движении по кругу. В одной из точек могла сформироваться планета величиной с Марс, которая обращалась бы вокруг Солнца по той же орбите, что и Земля. Когда планета достигла большой массы, гравитационные возмущения от других планет (в особенности от Юпитера) вытолкнули ее из точки Лагранжа. И камикадзе понесся в свой последний полет — к Земле. Компьютерная модель показывает, что столкновение было неизбежно. Как и образование небесного тела в точности с лунными параметрами. Среди всех планет Солнечной системы Земля имеет самую большую луну по отношению к своим размерам (не считая далекого Плутона, который некоторые не считают жителем нашей системы). Крупная луна важна для развития жизни. Если бы у Земли не было Луны, земная ось колебалась бы так рьяно, что это вызвало бы изменения в климате с необратимыми последствиями для жизни. Гравитация луны сглаживает колебания, делает климат стабильным. Ключевую роль в зарождении жизни и в ее выходе на сушу сыграли лунные приливы, которые в 3 раза больше солнечных. Из этого следует, что именно в планетарных системах, подобных счастливой паре Земля-Луна, и прячутся неуловимые братья по разуму.

Имеются ли сейчас в Солнечной системе объекты, напоминающие о планете-»молотке»? Больше всего на эту роль подходит астероид 2002 AA29 размером с небольшой валун, который находится на орбите, которая периодически подводит его на расстояние 5,8 миллиона километров от Земли. Эта специфичная орбита подобна той, по которой «молоток» мог бы двигаться 4,5 миллиарда лет назад. Возможно, что 2002 AA29 несет материал, из которого некогда были созданы «молоток», Земля и, соответственно, Луна. Кстати, к 2002 AA29 относительно легко отправить корабль, чтобы привезти образцы породы. Правда, пока такая миссия не планируется. Но не исключено, этот астероид — самый ценный камень в Солнечной системе.

Исследования на новейших аналитических сканирующих микроскопах, оснащенных рентгеновскими энергодисперсными спектрометрами, привели академика Олега Богатикова к выводу, что у Луны и Земли были разные сценарии развития. Самые древние породы на Луне — анортозиты — старше 4 миллиардов лет. На Земле возраст анортозитов — от 2,6 до 1,2 миллиарда лет. Из этого следует, что ранние этапы развития Луны и Земли не совпадали. Земля проживала «лунный этап» в протерозойскую эпоху 2,4 – 2,6 млрд. лет назад. При этом возраст наших планет одинаков. Можно сделать вывод: Земля и Луна скорее всего произошли из разного протопланетного вещества. Косвенным подтверждением наших непохожих судеб служит и разная плотность горных пород на Земле и ее спутнике.