Изотопный состав вольфрама свидетельствует о диспропорциональности поздней аккреции на Землю и Луну
Tungsten isotopic evidence for disproportional late accretion to the Earth and Moon. Mathieu Touboul, Igor S. Puchtel, Richard J. Walker. Nature. 2015. Vol. 520. No 7548. P. 530–533.
Последние 30 лет было принято считать, что Луна образовалась в результате столкновения протопланетного тела Тейя, с «зародышем» Земли. Столкновение привело к выбросу материи Тейи и прото-Земли в космос, и из этой материи сформировалась Луна. Теория столкновения прото-Земли с крупным небесным телом хорошо объясняет массу Луны, малое содержание в ее недрах железа и прочие параметры спутника Земли. Однако при подобном столкновении значительная часть материала, из которого состоит современная Луна, первично должна была содержаться в теле гипотетической Тейи. По своему составу эта протопланета должна была отличаться от Земли, как отличаются от нее большинство небесных тел внутренней области Солнечной системы, которая включает планеты земной группы и астероиды. Но на самом деле состав Земли и Луны очень похож, вплоть до одинаковых долей изотопов многих металлов и прочих элементов. Авторы выяснили, что различия в изотопном составе лунных и земных пород все же есть, обратив внимание на одну из геохимических особенностей ранней Солнечной системы. Небольшие различия в долях 182W в земных и лунных породах показали, что Луна действительно образовалась в результате столкновения юной Земли с каким-то протопланетным телом и постепенного накопления переплавленных следов этого столкновения и вещества астероидов на его поверхности. Протопланетный диск, породивший Землю и другие планеты, был наполнен короткоживущими изотопами, чей период полураспада составляет короткие по космическим меркам единицы или десятки миллионов лет. К моменту формирования первых планет эти изотопы исчезли, оставив следы в виде продуктов распада, по долям которых можно узнать, где и как сформировалось то или иное небесное тело. Авторы сфокусировали свое внимание на 182W – относительно редком изотопе, который образовался в ранней Солнечной системе в результате распада атомов 182Hf. Если Луна действительно родилась после столкновения Тейи с прото-Землей, то доля 182W в ее породах должна быть выше по разным геохимическим причинам. С помощью современных, более точных методов, авторы изучили изотопный состав вольфрама в образцах пород, доставленных на Землю экспедицией «Аполлон-16». Как показали замеры, в лунных породах содержится 182W на 20,6 ±5,1 ppm больше, чем в недрах Земли. Это свидетельствует о том, что Луна действительно родилась в ходе столкновения прото-Земли с Тейей, выброшенная материя которых основательно перемешалась, судя по отсутствию различий в долях других изотопов. Различие изотопного состава W современных Земли и Луны можно объяснить тем, что непосредственно после образования Луны состав двух тел был идентичным, а диверсификация произошла потом в результате диспропорциональности поздней аккреции. Авторы считают, что им удалось найти первое вещественное доказательство существования протопланетного тела Тейя и одновременно объяснить то, почему Луна и Земля по большей части состоят из одного и того же материала.
В.В. Стрекопытов