Недавние исследования подтверждают, что Тея, протопланета, столкновение с которой в ранней истории Земли привело к образованию Луны, образовалась во внутренней Солнечной системе – ближе к Солнцу, чем наша планета. Это открытие, опубликованное на этой неделе в журнале Science, разрешает давние споры о происхождении Теи, используя беспрецедентную точность в измерении изотопов железа в лунных образцах, земных породах и метеоритах.
Тайна происхождения Теи
На протяжении десятилетий ученые спорили о том, откуда взялась Тея. Преобладающая теория предполагает массивное столкновение ранней Земли с Теей, в результате которого обломки объединились, образовав Луну. Однако точное место рождения Теи оставалось загадкой. Новое исследование разрешает эту загадку, анализируя изотопные соотношения железа, хрома, молибдена и циркония в земных и лунных породах.
Изотопные отпечатки указывают на происхождение во внутренней Солнечной системе
Ключ лежит в неравномерном распределении изотопов в ранней Солнечной системе. Элементы, расположенные ближе к Солнцу, имели другие изотопные соотношения, чем те, что находились дальше. Тщательно анализируя эти соотношения в земных и лунных образцах, включая породы, доставленные миссиями «Аполлон», ученые реконструировали правдоподобные сценарии формирования Теи.
«Состав тела подобен исторической записи о том, откуда он взялся», – объясняет доктор Торстен Кляйн из Института исследования Солнечной системы имени Макса Планка. «Изотопные соотношения действуют как отпечатки пальцев, раскрывая строительные блоки планеты».
Формирование ядра и состав мантии дают подсказки
Исследование также использует понимание внутренней структуры ранней Земли. По мере формирования железного ядра Земли определенные элементы, такие как железо и молибден, опускались в него, в то время как другие оставались в мантии. Это означает, что любое железо, найденное в мантии Земли сегодня, должно было прибыть после формирования ядра – вероятно, доставленное Теей. Элементы, которые не опустились, такие как цирконий, сохранили всю историю формирования Земли.
Последствия для моделей формирования планет
Исследовательская группа провела обратную разработку симуляций, проверяя различные составы и размеры Теи на соответствие наблюдаемым изотопным данным. Наиболее правдоподобный сценарий: Земля и Тея сформировались во внутренней Солнечной системе, вероятно, как соседи. В то время как некоторые классы метеоритов могут объяснить состав Земли, строительные блоки Теи, по-видимому, включают ранее неизвестные материалы, происходящие ближе к Солнцу.
«Расчеты показывают, что Тея образовалась ближе к Солнцу, чем наша планета», – утверждает доктор Тимо Хопп, ведущий автор исследования. «Это подразумевает, что Земля и Тея, вероятно, были соседями в ранней Солнечной системе».
Эта находка бросает вызов существующим моделям формирования планет, предполагая, что уникальный состав Теи может потребовать переоценки распределения материалов во внутренней Солнечной системе. Точная природа этого «неизвестного материала» остается ключевым вопросом для будущих исследований.
Результаты подтверждают, что Земля и Тея, вероятно, сформировались в одном и том же регионе Солнечной системы, предлагая более четкую картину хаотичного периода, когда планеты сталкивались и объединялись, образуя небесные тела, которые мы знаем сегодня.
