Молодая Земля и происхождение Луны

По мере роста Земли она все реже сталкивалась со своими кон­курентами, но все же несколько раз испытала весьма сильные стол­кновения с телами крупного размера.

Молодая Земля и происхождение Луны

Земля почти полностью сфор­мировалась всего через 50 млн лет после того, как ее исходное ве­щество (пыль) осело к экваториальной плоскости протопланетного диска. На этой стадии она уже собрала 95% своей массы, но редкие сильные столкновения еще происходили. В результате одного из та­ких столкновений, как мы полагаем, возникла Луна.

До полетов «Аполлонов» обсуждалось несколько теорий про­исхождения Луны. Еще в 1909 году американский астроном со сложной и неоднозначной биографией Томас Си (Тотпаз Л. 3. 8ее) предположил, что Луна была захвачена Землей. Другую теорию вы­двинул в 1878 году Джордж Дарвин, сын Чарлза Дарвина. Он счи­тал, что Луна оторвалась от расплавленной Земли в результате ее быстрого вращения. В 1892 году священник Осмонд Фишер пред­положил, что следы этого события сохранились в виде Тихого и Ат­лантического океанов. Но позже тщательные расчеты Ф. Р. Мультона и X. Джефриса показали, что с точки зрения физики эта теория неверна (хотя она сохранялась в учебниках до 1960х годов). Со­гласно третьей теории, оба тела — Земля и Луна — сформировались в протопланетном диске в одно и то же время практически в одном и том же месте. Эту теорию развил в 1943-1946 годах академик Отто Юльевич Шмидт, а затем разрабатывали Виктор Сергеевич Сафронов и Евгения Леонидовна Рускол, которая и сейчас продолжает эту работу в Институте физики Земли имени О. Ю. Шмидта.

Полеты «Аполлонов» в начале 1970х годов изменили взгляды на происхождение Луны, поскольку астронавты доставили образцы ее вещества. К всеобщему удивлению, породы из темных лунных морей оказались похожи на земные базальты, а из более светлых материковых областей — на земные анортозиты. Напомним, что анортозиты — это горные породы, преимущественно состоящие из одного из подвидов полевого шпата — плагиоклаза, наиболее ча­сто встречающегося в земной коре. Большинство других лунных минералов тоже оказались похожими на те, которые встречаются в земной коре. Средняя плотность Луны равна 3,3 г/см3, что совпа­дает с плотностью океанской коры Земли. Это указывает, что Луна не может иметь большое и плотное железоникелевое ядро, какое есть у Земли. Это подтверждается и отсутствием у Луны магнитного поля. В лучшем случае, железное ядро может составлять четверть массы Луны, тогда как в железном ядре Земли заключена половина массы планеты. Это указывает, что формирование Луны не могло происходить независимо от формирования Земли.

На этих фактах развилась новая теория, предполагающая, что Луна образовалась при почти касательном столкновении Протоземли с телом в десять раз менее массивным, размером с Марс (рис. 29.5). Столкновение было таким сильным, что оба тела расплавились, их ядра в конце концов слились, а выброшенное при ударе вещество частично упало обратно на Землю, а частично оказалось на орбите вокруг Земли и, собравшись вместе, образовало Луну. Совершенно очевидно, что это столкновение испарило любую атмосферу, кото­рая могла сформироваться до столкновения. Лунные образцы пока­зывают, что столкновение могло произойти 4,527 ± о, ою млрд лет назад, то есть через 40 млн лет после начала формирования Земли.

Происходили и другие мощные столкновения. Хотя древняя ат­мосфера, вероятно, сначала была довольно толстой, ее разрушали не­однократные удары и окончательно уничтожил «последний сорвав­ший атмосферу удар». При этом он, похоже, расплавил и часть Земли.

Время этого столкновения измеряется по отношению изотопов благо­родных газов, таких как 129Хе и 1!"Хе (изотоп 1а9Хе образуется при распа­де 1291, а,3°Хе стабилен). Этот удар случился 4,45 млрд лет назад, через 120 млн лет после того, как из осевшей к экваториальной плоскости протопланетного диска пыли начала формироваться Земля, и через 8о млн лет после удара, приведшего к образованию Луны.

Описанные выше столкновения должны были происходить с объектами, двигавшимися по орбитам, близким к орбите Земли. Но в следующие примерно 8оо млн лет во внутреннюю область Сол­нечной системы стало попадать огромное количество комет и асте­роидов, многие из которых сталкивались с Землей и Луной. Эту ин­тенсивную бомбардировку производили малые тела, которые слу­чайно сближались с планетамигигантами, и те своим притяжением изменяли орбиты малых тел, направляя примерно половину из них во внутреннюю область Солнечной системы, а вторую половину выбрасывая за ее пределы. Эта очистительная акция, в основном произведенная Юпитером, повысила интенсивность столкновений в древности, но зато снизила ее в последующие эпохи, обеспечив благоприятную эволюцию для Земли и жизни на ней.

    Похожие статьи из категории: Химия жизни
  • Строение Земли

    Мы не можем «увидеть» недра Земли, но, к счастью, существует естественный инструмент для изучения ее строения, сейсмические волны. Они возникают при землетрясениях и регистрируются сейс­мическими станциями, расположенными во многих местах Земли. На рис. 29.6 показана Земля в разрезе: ее три основных составляю­щих — кора, мантия и ядро. Кора

  • Движение плит

    Земля продолжала остывать, начали рождаться вулканы, неко­торые из них поднялись над поверхностью воды. Горячая базальто­вая лава выливалась из вулканов, смешивалась с водой и образовы­вала минералы, содержащие связанную воду, такие как серпентин. Росли скальные образования. В некоторых местах они становились слишком высокими, тонкая кора не выдерживала их веса, и они проваливались

  • Эволюция Земли и соответствующие шкалы времени

    Трудно представить, как выглядела молодая Земля. Главные причины в ее высокой геологической активности, мощной эрозии Гадейский эон 45б7-38оо Архейский эон 3800-2500 Эоархейская эра 3800-3600 Палеоархейская эра 3600-3200 Мезоархейская

  • Геологические свойства

    Геологические свойства говорят о том, что континенты пере­мещались по разным климатическим зонам: в высоких ши­ротах можно обнаружить залежи угля, хотя сформироваться они могли только у экватора. В то же время у экватора мож­но обнаружить признаки полярных ледяных шапок. Окаменевшие шат­ки рептилии трпасо-вогоперпдалпсгро — Рис. Часть единого суперконтинента Пангея. Карта показывает совпадение однотипных ископаемых остатков на современных континентах Вегенер не мог указать, что служит причиной движения

  • Открытие движения тектонических плит

    Нам трудно уразуметь, что «неподвижные» звезды меняют свое положение на небе в течение тысяч лет. Точно так же трудно пред­ставить, что твердые камни под нашими ногами движутся и меняют свои очертания. Движение звезд на небе и гор с континентами про­тиворечит нашей интуиции, поскольку мы привыкли относиться

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *