Раждането на Луната
Някога притежавала свръхестествени сили за вълшебниците, неизменно скъпа за поетите, през последните години Луната замени отреденото и място на красиво, но безполезно небесно тяло с това на обект, без който нищо в наши дни не би било същото.
След пресмятания със свръхмодерни компютри, преди 5 години Луната се превърна в регулиращ земната ос фактор, гарантиращ стабилността на земното кълбо - следователно, спомогнал за възникването на живота. Незабавно, голям брой учени насочиха отново своя поглед към лунната история, уточнявайки обстоятелствата около раждането й и механизма на нейното образуване. Много скоро, те достигнаха до изненадващи разкрития – нашият спътник се е оформил за много кратко време, вследствие на сблъсък между Земята и тяло с маса, най-малко тази на Марс. На езика на геологията можем да запитаме - колко кратко е това време? Един милион или сто хиляди години? Според някои учени, по-малко от десет, дори от година...
Когато възникна тази удивителна хипотеза, вече се разполагаше с цял тон лунни проби, доставени от мисиите Аполо. Но как да се определи средната възраст и химичния състав на Луната? Как да се намери отправна точка за сравнение със Земята?
Космическият обект, без който стабилността на Земята би била немислима, се е формирал за по-малко от 10 години, вследствие на грандиозен сблъсък. А основният етап в този сценарий е продължил едва 1 година. Свикнали с продължителните геологични периоди, учените все още си задават въпроси около този изненадващо бърз генезис.
Лунните проби, както и земните им аналози, съдържат радиоактивни химични елементи, чието количество намалява с времето по-точно определен начин.А това позволява прецизното датиране на обекта. Геохимиците не са затруднени в избора си - наличието на множество радиоактивни химични елементи позволява проверка на резултатите чрез съпоставка. Последните опити, основани на количеството волфрам, трансформирало се в хафний, значително прецизират датирането. Но Луната тепърва ще разкрива точната си възраст - засега между 4.50 до 4.52 милиарда години, което показва, че тя се е образувала след Земята, датирана на 4.6 милиарда години.Веднага следва извода, че когато се е образувала Луната нашата планета вече е била оформена,при това дори е напомняла на съвременното земно кълбо - с желязно-никелово ядро и мантия, изградена от силикати. Което обяснява една от загадките на Слънчевата система фактът, че при сравнението с планетата-майка, Луната се оказва неимоверно бедна на метали.
Оттук-нататък, учените трябваше да развихрят своето въображение, за да пресъздадат генезиса на нашия спътник. Но това се оказа по-сложно от предвиденото - защото всяка от теориите им се оказваше в противоречие с някой отделен детайл.
Първоначално се появи хипотезата за разцепването. Може би, Луната е произлязла от Земята, като е била откъсната от планетата малко преди нейното окончателно формиране, така както бликват пръски от течност, въртящи се в центрофуга. Но този сценарий се основава на няколко невероятни предположения - Земята е била в начален етап на втвърдяване и лесно би могла да се деформира. Освен това, тя се е въртяла много бързо около оста си и денят е бил не повече от 2-3 часа.Трудно бихме си представили последвалото забавяне, което трябва да доведе до продължителност на деня от 24 часа. Все пак, този модел може да обясни химичния състав на Луната, сравним с този на горните земни пластове, бедни на метали.
Други изследователи предлагат образуване на Луната далеч от Земята, последвано от нейното захващане при преминаването й в близост до планетата. Но това е възможно само, ако при сближаването, спътникът намали значително скоростта си. Всъщност, този сценарий прилича на построение „само за конкретния случай".
Накрая, остава третата, най-лансирана през последните години хипотеза, която отчита особеностите и на двете тела. Възможно е между Земята и друго тяло да е настъпил сблъсък, довел до пораждането на хаос от отломъци и прах, от които впоследствие се е образувала Луната. Но за да бъде предпочетен този модел, необходимо е да се обмислят някои тънкости.
Безполезно е да се затормозяваме с лист и химикал, тъй като системата е богата на детайли, а механизмите й са сложни и многопластови. Ето защо, трябва да прибегнем до числени симулации и да проследим като в реалистична видео игра последствията от сблъсъка между Земята и другото тяло.
При това,всеки детайл е от голямо значение. Недостатъчно отломки - и нашият спътник ще се окаже твърде малък! Важно е дори по какъв начин връхлита тялото, защото ще измени земната ос! Накратко казано - игра на дозиране и жонглиране.
„Започваме с разделянето на проблема на четири етапа." - обяснява Доменик Спот от Математическия факултет на Университета Намюр в Белгия - „Първият от тях засяга сблъсъка между Земята и другото тяло, тъй като именно характеристиките на този удар са способни да про-менят лицето на Земята. Необходимо е масата на отломките, попаднали извън повърхноста на Рош на Земята, да бъде равна поне на масата на Луната. Защото цялото количество прахообразно вещество, което ще се окаже под тази повърхност, би паднало на Земята." В този смисъл, достатъчен ли е един единствен болид? Всичко зависи от скоростта, с която се осъществява сблъсък. „Ако скоростта е малка, то породеният от удара прах няма да се отдалечи много - веществото ще се окаже под повърхността на Рош и ще падне върху Земята. Отдруга страна, за да се получи достатъчно количество прах на нужното разстояние - което като минимум трябва да е равно на масата на Луната - тялото, с което се осъществява сблъсък, трябва да притежава най-малко масата на Марс. А това количество е не повече от 5-10% от изхвърлените отломки." Но така дефинираните условия позво-ляват ли да се обясни химичния състав на Луната? „Да, ако се предположи, че в момента на удара двете тела са били добре обособени, с вече образувани метално ядро и силикатна мантия, както и това, че сблъсъкът е повърхностен.Тогава дефицитът на метали на Луната е напълно обясним." В края на този деликатен етап Земята се оказва заобиколена от хало, съставено от прахообразно вещество. Около земното кълбо е образувана черупка от бързо въртящи се отломки, всяка от които е отнесла част от енергията на удара. Постепенно, с течение на времето - по аналогия с раздробен материал, поставен в центрофуга - отломките ще образуват пръстен в равнината на земния екватор. „В края на този етап Земята е заобиколена от обект, напомнящ пръстена на Сатурн."
Дискът е на разстояние 3-4 земни радиуса. В него хиляди фрагменти се движат с различни скорости и се сблъскват постоянно помежду си. „В началото, скоростите са високи и при всеки удар фрагментите експлодират и се разпрашават. Но постепенно, с всеки следващ сблъсък, скоростите намаляват, което улеснява сливането на телата. В края на този стадий все още са възможни две продължения. Остават или 10-20 тела с размери от 100-500 км, или 1000-2700 частиции фрагменти, чиято маса може да варира от 1/100000 до 1/10 от лунна маса" :Накрая, последният етап разглежда обединяването на тези планетоиди в един единствен обект. „Това е сложен математичен проблем, тъй като се налага проследяване на всеки обект поотделно. Следователно, трябва да се отчита гравитационното привличане, упражнявано върху всяко едно от телата. Тези протолуни ще се приближават или отдалечават, под влия-ние на приливните сили. Но независимо от първоначалната конфигурация, винаги ще се достига до един единствен обект, разположен на разстояние от 2.6 до 4.6 земни радиуса. Това ще рече, малко над повърхността на Рош, там където акрецията е най-бърза. Вероятно именно на това място се е формирала Луната, такава каквато я познаваме. Днес, вследствие на приливните ефекти в системата Земя-Луна, спътникът ни се намира на разстояние повече от 60 земни радиуса - той наистина се отдалечава прогресивно от Земята. Но най-изненадващият резултат от числените симупации е времето за образуване на Луната от протолуните -приблизително 1 година."
Това невероятно кратко време вече е потвърдено от няколко екипа, между които тези на Шигеру Ида от Технологичния институт в Токио и на Робин Кану от Университета в Колорадо. Техните 27 числени симулации водят до един и сьщ резултат - тръгвайки от протолуните. времето за формирането на Луната се колебае винаги около 1 година.А колко време е изтекло от момента на сблъсъка до акрецията? „За да се образува нашият спътник са били необходими по-малко от 10 години, считано от момента на удара." - уверява Доменик Спот. Рекордно краткото време ни удивлява и озадачава. И след като е толкова лесно да се образува Луната, защо Земята има само един спътник? „В случая, принципната трудност е свързана с обяснението, как другото тяло се е оказало толкова близо до Земята, така че неизбежно да се сблъска с нея." „Ударното" тяло - както в момента го наричат на жаргон специалистите - все още крие своята тайна. Макар, че неговата маса вече е уточнена - между 1 и 3 маси на Марс - все още не са известни нито мястото на неговото зараждане, нито как се е движило в пространството.Така, че за да обясним произхода на Луната, ще трябва да преразгледаме обстоятелствата, направлявали сблъсъците в ранната младост на Слънчевата система...
Източник: материали на NASA, ESO, ESA, S&W, C&E, S&T, с - е "Андромеда".