Земля і Місяць були створені в результаті гігантського зіткнення двох планет розміром з Марс і Венера. Але нові дослідження показують, що Земля і Місяць, можливо, утворилися набагато пізніше - можливо, до 150 мільйонів років після утворення Сонячної системи.
"Ми визначили віки Землі та Місяця за допомогою вольфрамових ізотопів, які дозволяють виявити, чи були змішані залізні сердечники та їх кам'яні поверхні під час зіткнення", - сказав Таїс У. Дал, з Інституту Нільса Бора при університеті Копенгагена у співпраці з професором Девідом Дж. Стівенсоном з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech).
Планети Сонячної системи були створені зіткненнями планетарних ембріонів, що обертаються навколо новонародженого Сонця. У зіткненнях малі планети згустилися разом і утворили більші і більші планети. Коли сталося гігантське зіткнення, яке врешті-решт утворило Землю і Місяць, це сталося в той момент, коли обидва планетарні тіла мали ядро металу (заліза) та навколишню мантію з силікатів (гірської породи). Але коли це сталося і як це сталося? Зіткнення відбулося менш ніж за 24 години, а температура Землі була настільки високою (7000ºС), що і гірські породи, і метал повинні були плавитись у бурхливому зіткненні. Але чи були кам'яна маса та маса заліза також змішані разом?
Вік Землі та Місяця можна дати дати, вивчивши наявність певних елементів у мантії Землі. Гафній-182 - радіоактивна речовина, яка розпадається і перетворюється в ізотоп вольфраму-182. Два елементи мають різно хімічні властивості, і хоча ізотопи вольфраму воліють зв'язуватися з металом, гафній вважає за краще зв'язуватися з силікатами, тобто гірською породою.
Потрібно 50-60 мільйонів років, щоб весь гафній розпався і перетворився на вольфрам, а під час зіткнення Місяця майже весь метал занурився в ядро Землі. Але чи все вольфраму пішло в серцевину?
«Ми вивчили, в якій мірі метал і гірські породи змішуються разом під час планети, утворюючи зіткнення. Використовуючи динамічні модельні розрахунки бурхливого змішування рідких гірських порід та залізних мас, ми виявили, що ізотопи вольфраму з раннього утворення Землі залишаються в скельній мантії ", - сказав Тал.
Нові дослідження означають, що зіткнення, що утворювало Місяць, відбулося після того, як весь гафній повністю розпався в вольфрам.
"Наші результати показують, що металеве ядро та гірські породи не в змозі емульгуватись при цих зіткненнях між планетами діаметром більше 10 кілометрів, і тому більшість залізних ядер Землі (80-99%) не видалили вольфраму зі скелястого матеріалу в мантія під час формування », - сказав Дал.
Результат дослідження означає, що зіткнення, яке створило Землю та Місяць, могло статися аж через 150 мільйонів років після утворення Сонячної системи, набагато пізніше, ніж 30 мільйонів років, про які раніше думали.
Результати досліджень опубліковані в науковому журналі "Земля та планетарні наукові листи".
Прес-реліз університету Копенгагена.
