Происхождение тяжелых бомбардировок Луны 3,9 миллиарда лет назад

Образец Аполлона 60335 с видимыми металлическими глобулами: эти металлические глобулы происходят от астероидов, упавших на Луну. Предоставлено: AG Kleine.

Поверхность Луны покрыта многочисленными кратерами, возникшими после ударов астероидов. Определение возраста лунных горных пород, образовавшихся во время этих столкновений, показывает удивительную группировку в возрасте примерно 3,9 миллиарда лет до настоящего времени или примерно через 500 миллионов лет после образования Луны. Эти наблюдения привели к теории поздней тяжелой бомбардировки Луны (или LHB).

Но какова была причина этой поздней бомбардировки и откуда взялись астероиды, упавшие на Луну? Ученые обсуждают две возможности. Во-первых, эти тела могут представлять собой остатки материала основной фазы формирования Земли, которые ударяют по Луне с постоянно уменьшающейся частотой. Другая гипотеза состоит в том, что около 3,9 миллиарда лет назад нестабильность на орбитах планет газовых гигантов привела к внезапному резкому увеличению ударов астероидов и комет из внешних источников Солнечной системы.

Ученые из Мюнстера исследовали лунные породы, которые образовались во время бомбардировки 3,9 миллиарда лет назад. Эти породы содержат крошечные металлические глобулы, состоящие из материала ударных астероидов. Изучая изотопный состав этих металлических глобул, исследователи смогли определить, где в Солнечной системе возникли эти тела. Они сосредоточились на элементах рутений и молибден, потому что эти элементы демонстрируют систематические изменения в их изотопном составе в зависимости от того, где они были сформированы в солнечной системе.

«Наше исследование показывает, что бомбардировка Луны была осуществлена ​​теми же телами, которые сформировали Землю и Луну», — объясняет планетолог и ведущий автор исследования доктор Эмили Уоршам. Следовательно, ударные кратеры на Луне возникают из-за непрерывной бомбардировки астероидов, оставшихся после основной фазы формирования Земли. Это также позволяет ученым исключить внезапное увеличение интенсивности столкновений из-за бомбардировки телами из внешних источников Солнечной системы. Но тогда откуда взялась группировка возрастов в 3,9 миллиарда лет? «Ранее предполагалось, что лунные горные породы, изученные до сих пор, в основном состоят из материала единственного ударного бассейна — Mare Imbrium на северо-центральной стороне Луны, обращенной к Земле», — объясняет Эмили Уоршам.

Из теоретических расчетов известно, что орбиты газовых гигантов изменились в какой-то момент в ранней истории Солнечной системы, разбросав большое количество тел из внешней солнечной системы внутрь, которые столкнулись, среди прочего, с Землей и Луной. . «Это событие должно было произойти раньше, чем предполагалось ранее, потому что мы не находим свидетельств ударов астероидов или комет из внешних пределов Солнечной системы в лунные породы», — объясняет профессор доктор Торстен Кляйне. Таким образом, изменение орбит планет газовых гигантов, вероятно, имело место во время основной фазы формирования планет земного типа, то есть в первые примерно 100 миллионов лет существования Солнечной системы, что, в свою очередь, хорошо согласуется с недавними динамическими моделями. .

«Таким образом, наше исследование также показывает, что планеты земного типа включали в себя богатые водой тела из внешней солнечной системы относительно рано, во время своего формирования, создавая тем самым условия для возникновения жизни», — добавляет Торстен Кляйне.

Их вывод: бомбардировка Луны восходит к непрерывным ударам астероидов, оставшихся от основной фазы формирования Земли.