Образуване на Луната

Според широко приетата хипотеза за гигантския сблъсък, Луната се е образувала преди около 4,5 милиарда години, когато тяло с размерите на Марс, наречено Тея, се е сблъскало със Земята. Симулациите и анализът на лунни скали предполагат, че Луната е съставена предимно от материал от мантията на Тея, чийто състав е подобен на състава на земната мантия.

Химичен състав на Луната

Планетите обаче обикновено имат различни химични състави. Ако Тея се е образувала далеч от Земята, съставът ѝ е трябвало да е различен и съставът на Луната не е трябвало да прилича на мантията на Земята.

Загадката с волфрама

Един елемент, който усложнява историята за произхода на Луната, е волфрамът. Волфрамът е сидерофилен елемент, който има тенденция да потъва към ядрата на планетите. Следователно Луната и Земята трябва да имат много различни количества волфрам, тъй като богатата на волфрам мантия на Тея би била включена в Луната по време на удара.

Изотопни прилики

Две независими изследвания изследваха съотношението на два волфрамови изотопа в лунни скали и земни проби. Те откриха, че лунните скали имат малко повече волфрам-182 от Земята, интригуваща находка, тъй като волфрам-182 се произвежда от радиоактивния разпад на хафний-182, който има кратък полуживот.

Хипотезата за късния фурнир

Най-простото решение на загадката с волфрама е хипотезата за късния фурнир. Тази хипотеза предполага, че Земята и прото-Луната първоначално са имали подобни изотопни съотношения на волфрама. Въпреки това, Земята, като по-голяма и по-масивна, продължава да привлича планетизимали след удара, добавяйки нов материал към своята мантия. Този късен фурнир би имал повече волфрам-184 спрямо волфрам-182, докато Луната би запазила съотношението от удара.

Доказателства за късен фурнир

Хипотезата за късния фурнир се подкрепя от факта, че Земята има повече сидерофилни елементи (елементи, които обичат желязото) в своята мантия, отколкото се очаква. Тези елементи трябваше да потънат в ядрото, но трябва да са били донесени на Земята след образуването на ядрото от удари на метеорити.

Подобство на изотопните съотношения на волфрама

За да може прото-Луната да съответства на изотопното съотношение на волфрама на Земята, Тея и Земята трябва да са започнали с много подобни наличия на волфрам. Решаването на тази загадка ще изисква по-нататъшни планетарни изследвания, но историята за лунния произход става все по-ясна.

Роля на планетизималите в образуването на Луната

Симулациите показват, че е по-вероятно големите удари да се случват между тела, които са се образували близо едно до друго и следователно имат подобни състави. Това подкрепя идеята, че Тея се е образувала сравнително близо до Земята.

Планетизимали и късен фурнир

Планетизималите продължават да бомбардират младата слънчева система след образуването на Луната. Земята е събрала повече от този материал от късен фурнир от Луната, което допълнително допринася за разликите в техните състави.