Более 4 миллиардов лет назад, когда Солнечная система была еще молода, а Земля еще росла, в Землю врезался гигантский объект размером с Марс. Самый большой кусок, отколовшийся от ранней Земли, образовал нашу Луну. Но когда именно это произошло, так и осталось загадкой.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Geochemical Perspectives Letters, исследователи использовали кристаллы, привезенные с Луны астронавтами Аполлона в 1972 году, чтобы определить дату формирования Луны. Их открытие отодвигает возраст Луны на 40 миллионов лет, по крайней мере, до 4,46 миллиарда лет.
Открытие произошло в результате работы Филиппа Хек (профессора Чикагского университета) с ведущим автором исследования Дженникой Грир, когда она была докторантом в Музее Филда и Чикагском университете.
Образец лунной пыли, использованный в исследовании, был доставлен астронавтами Аполлона-17 во время последней миссии на Луну в 1972 году. Эта пыль содержит крошечные кристаллы, образовавшиеся миллиарды лет назад. Кристаллы являются верным признаком того, когда должна была образоваться Луна.
Когда объект размером с Марс столкнулся с Землей и образовал Луну, энергия удара расплавила породу, которая в конечном итоге стала поверхностью Луны. «Когда поверхность была расплавлена таким образом, кристаллы циркона не могли сформироваться и выжить. Таким образом, любые кристаллы на поверхности Луны должны были образоваться после того, как этот лунный океан магмы остыл», — говорит Хек. «В противном случае они были бы расплавлены, а их химические характеристики были бы стерты».
Поскольку кристаллы, должно быть, образовались после того, как океан магмы остыл, определение возраста кристаллов циркона позволило бы определить минимально возможный возраст Луны. Предыдущее исследование соавтора Бидуна Чжана предположило этот возраст, но это самое последнее исследование знаменует собой первое использование аналитического метода, называемого атомно-зондовой томографией, который «зафиксировал» возраст этого старейшего известного лунного кристалла.
Этот поатомный анализ, проведенный с использованием инструментов Северо-Западного университета, показал, сколько атомов внутри кристаллов циркона подверглось радиоактивному распаду.
Доля изотопов свинца, обнаруженная исследователями, указывает на то, что возраст образца составляет около 4,46 миллиарда лет. Следовательно, Луна должна быть как минимум такого же возраста.
Больше информации: J Greer et al, 4.46 Ga zircons anchor chronology of lunar magma ocean, Geochemical Perspectives Letters (2023). DOI: 10.7185/geochemlet.2334