Loading color scheme

Изотопный состав лунного вольфрама подтверждает гипотезу «позднего покрытия»

Lunar tungsten isotopic evidence for the late veneer. Thomas S. Kruijer, Thorsten Kleine, Mario Fischer-Gödde, Peter Sprung. Nature. 2015. Vol. 520. No 7548. P. 534–537.

В соответствии с общепринятой теорией, Луна образовалась в результате столкновения Земли с  каким-то крупным протопланетным телом (модель ударного формирования Луны или теория «гигантского столкновения»). Это импактное событие послужило причиной не только появления у Земли спутника, но и окончательного становления ее ядра, в которое из первичной силикатной мантии переместились сидерофильные элементы. Но, в таком случае, содержания сидерофильных элементов в верхних слоях Земли должны сейчас быть существенно ниже, чем наблюдаемые на самом деле. Для объяснения этого несоответствия была предложена гипотеза «позднего покрытия» (late veneer), утверждающая, что уже после того как ядро было сформировано, к валовому силикатному составу Земли добавился космический (метеоритный) материал, содержащий сидерофильные элементы. Для проверки этой гипотезы авторы предложили использовать анализ изотопного состава вольфрама Земли и Луны, прежде всего, используя для этого данные по 182W – относительно редкому изотопу, который образовался в ранней Солнечной системе в результате распада атомов 182Hf. Короткоживущая система изотопов 182Hf–182W с периодом полураспада 8,9 млн лет является удобным инструментом для изучения процесса разделения вещества между Землей и Луной, так как она была в разной степени чувствительна к метало-силикатному равновесию в период образования ядра Земли, к перемешиванию вещества при «гигантском столкновении», а также к поздней аккреции метеоритного материала, добавлявшегося к силикатной мантии Земли уже после «гигантского столкновения» в ходе «позднего покрытия». С одной стороны, материал «позднего покрытия» должен был иметь другое соотношение 182W/184W по сравнению с валовым силикатным расплавом, из которого состояла первичная мантия Земли, а с другой, при столкновении с протопланетным телом Земля должна была получить в пропорциональном отношении больше материала планеты-импактора, чем Луна. То есть, если гипотеза «позднего покрытия» верна, у Земли и Луны должны быть разные изотопные отношения 182W/184W. Более того, импактное событие, приведшее к образованию спутника Земли, если оно действительно имело место, обусловило бы разницу в содержаниях изотопа 182W, так как материал мантии и ядра импактора с различными значениями 182W/184W перемешался бы с материалом прото-Земли в момент «гигантского столкновения». Результаты высокоточных замеров показывают, что содержания 182W в составе Луны на 27 ±4 ppm выше, чем в сегодняшней силикатной части Земли. Эти данные служат независимым свидетельством того, что обогащение верхних силикатных слоев Земли сидерофильными элементами произошло уже после «гигантского столкновения» и окончательного формирования ядра, подтверждая таким образом гипотезу «позднего покрытия». Неожиданным оказалось другое: выяснилось, что до «позднего покрытия» отсутствовали различия в распределении 182W между Землей и Луной, а аномалии возникли в процессе «гигантского столкновения». Гомогенность 182W в ранней системе Земля–Луна является пока необъяснимым фактом, заставляющим критически взглянуть на современные теории образования Луны.

            В.В. Стрекопытов