Небольшие различия в долях вольфрама-182 в земных и лунных породах показали, что спутник нашей планеты родился в результате столкновения юной Земли с «зародышем» Луны и постепенного накопления переплавленных следов этого столкновения и материи астероидов на их поверхности, говорится в статьях, опубликованных в журнале Nature.

Последние 30 лет было принято считать, что Луна образовалась в результате столкновения Тейи, протопланетного тела, с «зародышем» Земли. Столкновение привело к выбросу материи Тейи и прото-Земли в космос, из этой материи и сформировалась Луна. Теория столкновения прото-Земли с крупным небесным телом хорошо объясняет массу Луны, малое содержание железа на ней и прочие параметры.

Однако при таком столкновении значительную часть материала, составляющего Луну, должна была принести гипотетическая Тейя. По своему составу она должна была отличаться от Земли, как отличается от нее большинство небесных тел внутренней области Солнечной системы, которая включает планеты земной группы и астероиды. Но на самом деле состав Земли и Луны очень похож, вплоть до одинаковых долей изотопов многих металлов и прочих элементов.

Ричард Уолкер (Richard Walker) из университета Мэриленда в Колледж-Парке (США) и несколько других американских и российских геологов выяснили, что различия в изотопном составе лунных и земных пород все же есть, обратив внимание на одну из геохимических особенностей ранней Солнечной системы.

Как объясняют ученые, протопланетный диск, породивший Землю и другие планеты, был наполнен огромным числом короткоживущих изотопов, чей период полураспада составляет короткие по космическим меркам единицы или десятки миллионов лет. К моменту формирования первых планет эти изотопы исчезли, оставив следы в виде продуктов распада, по долям которых можно узнать, где и как сформировалось то или иное небесное тело.

Уолкер и его коллеги сфокусировали свое внимание на вольфраме-182 — относительно редком изотопе этого металла, который возникал в ранней Солнечной системе в результате распада атомов гафния-182. Если Луна действительно родилась после столкновения Тейи с прото-Землей, то тогда доля этого изотопа в ее породах должна быть выше по разным геохимическим причинам. из-за того, что в последующие эпохи наша планета «собрала» больше, чем ее спутник, мелких астероидов и космической пыли, в которых почти не содержится атомов вольфрама-182.

Руководствуясь этой идеей, команда Уолкера и еще одна независимая группа геологов из Мюнстерского университета (Германия) вычислила доли изотопов вольфрама в образцах пород, доставленных на Землю экспедицией «Аполлона-16».

Как показали эти замеры, в лунных породах действительно содержится больше вольфрама-182 — на 27 частей на миллион больше, чем в недрах Земли. Это свидетельствует о том, что Луна действительно родилась в ходе столкновения зародыша Земли с Тейей, выброшенная материя которых основательно перемешалась, судя по отсутствию различий в долях других изотопов.

Данный факт, как считает Уолкер, позволяет говорить о том, что его научной группе, вместе с их немецкими коллегами, удалось найти первое вещественное доказательство существования Тейи и одновременно объяснить то, почему Луна и Земля «слеплены» из одного и того же материала.