1.1. Несколько слов о современной теории образования Луны.

© Фисунов Владимир Александрович. 2009.

         Вот уже не одну сотню лет проблема происхождения Луны не дает покоя ученым, и тем не менее она далека от окончательного разрешения до сих пор. Дело в том, что модель образования Луны должна объяснить целый ряд странностей:

- лунные породы имеет точно такое же соотношение изотопов кислорода O16, O 17, O18, как и земные породы («кислородная подпись»). Это резко отличает их от метеоритов, прилетевших к нам из других уголков Солнечной системы, что свидетельствует о единстве происхождения Луны и Земли.

- Луна имеет плотность (3,3 г/см3), близкую к плотности земной коры и верхних слоев мантии, что указывает на то, что Луна, вероятнее всего образовалась именно из них, поскольку срелняя плотность Земли значительно выше (5,5 г/см3) за счет наличия у нее железо — никелевого ядра, которого практически нет у Луны.

- содержание летучих элементов (водород, азот, фтор, инертные газы) на Луне намного меньше, чем на Земле, что говорит о том, что в процессе отделения Луны от Земли, лунные породы потеряли свои летучие элементы.

- система Земля — Луна имеет очень высокий момент импульса, который свидетельствует о большой скорости вращения Земли, до момента отделения Луны. А значительное отклонение плоскости лунной орбиты от плоскости земного экватора говорит о не симметричном отрыве Луны.

В свое время было выдвинуто множество теорий, пытавшихся объяснить столь странные факты. Все их можно свести к трем основным идеям:

- захват Луны (или нескольких более мелких объектов, с последующим формированием из них Луны). Факт, сам по себе, практически невероятный. Тем более, что «кислородная подпись» и родство лунных и земных пород ставят жирный крест на всех гипотезах, основанных на данной идее.

- совместное формирование Луны и Земли. В данном случае, крест на всех гипотезах, основанных на этой идее, ставят, как параметры лунной орбиты (высокий момент импульса системы и большой наклон лунной орбиты), так и дефицит железа на Луне

- отделение Луны от Земли. На данный момент считается основной, поэтому остановимся на ней более подробно.

Впервые идею отделения Луны от Земли под действием центробежных сил выдвинул Джордж Дарвин  в 1878 году. 1882 году ее поддержал геолог Осмонд Фишер, который указал на место отрыва — Тихий океан. Эта гипотеза была основной в начале XX века. Но в данное время она не рассматривается всерьез, поскольку для подобного отделения требуется, чтобы продолжительность суток в момент отделения должна была составлять 1,5-2 часа. Суммарный же момент импульса системы Земля — Луна слишком мал для этого (расчеты показывают, что продолжительность суток не могла быть меньше 4 часов). Если же в прошлом он был больше, то надо найти объяснение его последующего исчезновения.

Данные о возрасте океанической коры Тихого океана говорят о том, что она появилась не ранее 150 миллионов лет тому назад. Катастрофа, сопровождавшая отделение Луны, должна была быть столь ужасной, что с любой жизнью на Земле было бы покончено. Кроме того, процесс образования океанической коры в Тихом океане носил достаточно медленный характер и не был одномоментным, что перечеркивает возможность единовременного отрыва Луны.

Не найдя ответа на эти вопросы гипотеза Дарвина – Фишера потеряла своих сторонников.  На смену ей пришла другая гипотеза отделения Луны от Земли в результате гигантского столкновения, выдвинутая в 1975 году Уильямом Хартманом и Дональдом Дэвисом.

Согласно этой теории, примерно 4,6 миллиарда лет тому назад, через 30-50 миллионов лет после образования Солнечной системы, Земля, столкнулась с гигантским объектом величиной с Марс. В результате столкновения произошел выброс части мантии, который впоследствии превратился в Луну. Изотопические аргументы говорят о том, что марсоподобный объект находился в том же планетозимальном диске, что и Земля и на том же расстоянии от Солнца. Причем, они долгое время вращались на одной орбите, избегая столкновения на предшествующих ему стадиях роста.

Если Вас интересуют детали данной гипотезы, то Вы можете более подробно ознакомиться с ней, например, по адресу: http://ru.arxiv.org/abs/astro-ph/0405372  (Where Did The Moon Come From?).

Компьютерная модель, составленная Робин Кэнап из Юго-западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, показывает, что столкновение, в котором сформировалась Луна, повлияло на продолжительность суток на нашей планете, а также на направление, в котором она вращается. Для имитации столкновения Кэнап создала компьютерную модель, в которой существовало 120000 виртуальных каменистых обломков. В результате оказалось, что  ранее Земля вращалась по-другому. Наша планета была сильно наклонена по своей оси и обращалась намного быстрее. Сутки на ней составляли всего 4 часа. Модель также показала, что после удара эти параметры изменились. Если наша планета вращалась быстрее, то становится легче объяснить, каким образом на орбиту было выброшено достаточное количество материала для формирования Луны.

При 4-часовых сутках экваториальная скорость была порядка 10 000 км/час или около 3 км/с. Центробежное ускорение на экваторе составляло 0.15g, что приводило к небольшому уменьшению силы тяжести в экваториальной зоне и значительной деформации Земли.

Несмотря на то, что данная теория считается общепризнанной, с ней трудно согласиться из-за целого ряда противоречий, о которых мы поговорим ниже, а пока отмечу два вывода, следующих из этой гипотезы — время образования Луны – 4,6 миллиарда лет тому назад и масса ударника более 0,1 массы Земли. Хочу, также обратить внимание на то, что время формирования Луны оценивается в 30-50 миллионов лет. В дальнейшем эта информация нам пригодится.

А раз уж мы заговорили о мифах, как об источнике научных знаний, то неплохо бы понять, насколько хорошо стыкуется содержание мифов разных народов по поводу образования Луны с этой гипотезой.  И тут оказалось, что, несмотря на различие культур и их разобщенность в прошлом, все мифы описывают процесс образования Луны практически одинаково, но это описание не имеет ничего общего с современной версией образования Луны. Поэтому попробуем сами разобраться в этом вопросе, привлекая сведения, содержащиеся в мифах, как свидетельства древних ученых, знавших об происхождении Луны гораздо больше нас, но опираться мы будем, прежде всего, на законы физики и астрономии.


<< НАЗАД
ВПЕРЕД >>

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>