Луна помолодела на 85 миллионов лет, благодаря немецким ученым
16 июля 2020 г.
При помощи новой математической модели планетарные геофизики из Германии выяснили, что Луна на 85 миллионов лет моложе, чем считалось ранее. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.
Американская ассоциация содействия развитию науки (AAAS) опубликовала в своём электронном журнале исследование, согласно которому ранее установленный возраст Луны оказался сильно преувеличен. По последним исследованиям (теперь уже устаревшим), возраст Луны составлял приблизительно 4,54 миллиарда лет. Но благодаря труду ученых из Немецкого аэрокосмического центра (German Aerospace Centre; DLR) и Мюнстерского университета был установлен реальный возраст Луны – 4,43 миллиарда лет, что на 85 миллионов лет меньше ранее установленного значения. В это время у Земли ещё только сформировывалось металлическое ядро, но Луна, в результате столкновения с протопланетой Тейя, уже была сформирована и поверхность её представляла огромные застывшие океаны магмы.
Как же они выяснили настоящий возраст Луны?
Большинство учёных сходятся во мнении о том, как образовалась Луна, но до сих пор нет единого мнения о деталях процесса её формирования и, особенно, о точных границах временного отрезка на шкале геологического времени, во время которого произошло так называемое «застывание» Луны. Первоначально Луна представляла собой один большой океан раскаленной магмы, глубина которого составляла более тысячи километров. И только со временем она приняла свой современный вид. Остывая, магма образовывала корку – процесс, схожий с тем, как образовалась и наша планета. Издание Science Advances отмечает, что подсчитать, сколько времени потребовалось на эти геологические процессы прежними средствами, было просто невозможно, пока ученые не применили новую математическую модель. Они рассчитали, как со временем менялся состав минералов с высоким содержанием магния и железа, которые образуются во время затвердевания магмы. В распоряжении немецких ученых было восемь образцов горных пород с Луны. Исследователи выяснили, что магматический океан Луны затвердевал почти 200 миллионов лет, хотя предыдущие исследования отводили на этот процесс только 35.
Математическая модель объединила в себе модель кристаллизации океана магмы на поверхности Луны, модель термической эволюции и модель изотопного фракционирования (лютеция, гафния, самария и неодима). Для модели термической эволюции учеными было составлено уравнение одномерной теплопроводности и уравнение трехмерной тепловой конвекции в сферически однородной «коре» изучаемого океана. Во втором уравнении сохранение массы, линейного импульса и тепловой энергии было вычислено при помощи приближения Буссинеска – наиболее популярной модели для описания конвекции в жидкостях и газах. Также были составлены уравнения для двумерной термохимической конвекции и для проводящих тепловых потоков. Модель изотопного фракционирования была применена ко всем восьми образцам лунных пород.
«Впервые возраст Луны может быть напрямую связан с событием, произошедшим в самом конце формирования Земли, а именно с образованием ядра», – говорит Торстен Кляйн из Института планетологии Университета Мюнстер.
Источник: Science Advances