Вода на Земле и Луне имеет общее происхождение

Исследование химического состава породы Луны указывают на то, что вода на Земле скорее всего появилась уже во время ее формирования, чем была занесена в течение следующих сотен миллионов лет кометами или астероидами. Результаты, которые указывают на общее происхождение воды на Земле и Луне, помогут решить головоломку происхождения Луны в пользу главной теории.

Геохимик Альберто Саал (Alberto Saal) с Брауновского университета в Провиденсе, Род-Айленд, и его коллеги на основе предыдущих исследований и собственных работ обнаружили значительное количество воды внутри Луны. В поисках источника этой воды команда опиралась на химический след — относительное количество водорода и дейтерия (изотоп водорода, имеет один дополнительный нейтрон в ядре атома).

Исследуя образцы лунной породы, которые были перенесены на Землю в рамках полетов «Аполлон 15» и «Аполлон 17», команда обнаружила, что отношение дейтерия к водороду в них соответствует отношению изотопов в углистых хондритах, куда входят и наиболее примитивные из известных метеоритов. Это отношение также похоже на то, что наблюдается в воде Земли. Полученные результаты «указывают на общее происхождение воды на обоих объектах» и предоставляет «новое очень важное ограничение для моделей возникновения Земли и Луны», говорит планетолог Робин Кэнап (Robin Canup) с юго-западной исследовательского института в Баулдер, Колорадо, который не принимал участия в исследовании.

Согласно ведущей теорией образования Луны, тело размером с Марс столкнулось с Землей примерно 4,5 млрд. лет назад, от чего возник диск обломков, из которых впоследствии сформировался Луну. По словам команды, простое объяснение последних заключается в том, что на Земле была вода еще до столкновения. Вода не могла появиться позже, поскольку на Луне быстро образовалась толстая и непроницаемая оболочка — литосфера — поэтому метеориты вряд ли смогли бы перенести достаточно воды, чтобы наполнить внутренний объем Луны, указывают ученые. Их результаты недавно появились в Science.

Разная тактика

Однако в модели образования Луны все равно остаются белые пятна. Некоторые планетологи считают, что тепло, образованное в результате столкновения испарило всю воду на Земле, и она могла перейти на Луну. Результаты «просто кричат о том, что в образовании Луны есть что-то до сих пор неуловимое для нас», говорит соавтор исследования Эрик Гаури (Erik Hauri) с Института Карнеги в Вашингтоне.

Теоретики уже предлагали несколько возможных путей решения явной дилеммы. Более того, Кэнап утверждает, что гравитация на поверхности Земли и быстрое формирование Луны, которое заняло не более 100 лет, затруднило бы испарения значительного количества воды.

Кроме сосредоточения внимания на образовании Луны, изотопное совпадение между водой на Земле и ее спутнике, а также углистые хондриты поддерживают смелую теорию о развитии внутренней Солнечной системы, говорит Саал. Согласно этой теории, известной также как модель «большого пути», молодая планета Юпитер в какой-то момент переместилась ближе к Солнцу, что привело к дестабилизации орбит богатых воду углистых хондритов, которые сначала находились гораздо дальше от места образования Юпитера и Сатурна. В результате, некоторые из этих тел могли так же переместиться и стать частью строительного материала для Земли и соседних тел.

Изотопные измерения «дают сильные доводы в пользу» теории, что эти астероиды стали источником воды на Земле, говорит Шон Рэймонд (Sean Raymond) из Астрофизической лаборатории в Бордо, Франция, соавтор модели большого пути. Результаты также подтверждают модели образования планет вокруг других звезд, где углистые хондриты является источником воды, добавляет ученый.

Автор: Рон Коуэн
Источник: Nature