Исследования лунного грунта показали, что Луна сформировалась в течение 60 миллионов лет после образования Солнечной системы.
Возраст Луны неоднократно пытались оценить, но точно определить его пока не получалось. По основной теории, она образовалась в результате «гигантского столкновения» протопланет Земли (Геи) и Тейи. Последняя была размером с Марс, хотя, возможно, было несколько соударений с достаточно крупными телами.
В результате большая часть образовавшихся обломков оказалась на околоземной орбите, и из них впоследствии сформировалась Луна – до сих пор считалось, что это произошло где-то между 100 и 200 миллионами лет после возникновения Солнечной системы. Однако согласно новым данным, представленным в вышедшей на днях статье в Science Advances, Луна оказывается старше – её возраст составляет 4,51 миллиарда лет, когда после возникновения Солнечной системы прошло не 200 и не 100, а 60 млн лет.
Новые цифры получили на основании уран-свинцовой датировки четырнадцати фрагментов минерала циркона, доставленных на Землю экспедицией Аполлона-14 в 1971 году. Циркон образуется при остывании расплавленной магмы, и с помощью соответствующих методов анализа можно точно определить, когда это случилось.
Циркон химически очень устойчив и начинает взаимодействовать с окружающим веществом только при нагреве до больших температур – именно поэтому он сохраняется в неизменном виде очень и очень долго. В качестве примеси он часто содержит уран, который легко встраивается в его кристаллическую решетку.
Именно высокое содержание урана и делает циркон удобным инструментом для радиологической оценки возраста методом уран-свинцового датирования: в результате радиоактивного распада уран превращается в свинец, и, зная количество свинца и оставшегося урана в кристалле циркона по периоду полураспада урана, мы можем с высокой точностью определить возраст кристалла. Свинец в кристалл циркона другим способом попасть не может, поэтому считается, что весь свинец в цирконе возник в результате радиоактивного распада урана.
Точность определения возраста возрастает, если учитывать два изотопа урана, U238 и U235, которые дают при распаде разные изотопы свинца, Pb206 и Pb207, кроме того, авторы работы учитывали также распад гафния и сумели корректнее оценить влияние галактических космических лучей, которые могут приводить к ядерным реакциям.
Исследователи установили, что имеющиеся в их распоряжении кристаллы лунного циркона – неповрежденные и очень древние, а значит, они появились в эпоху формирования мантии Луны, когда расплавленный магматический океан остывал, образуя кору спутника Земли. В дальнейшем возраст Луны, возможно, удастся ещё уточнить, но не более, чем на 10 миллионов лет. Зная время, когда наша планета обзавелась спутником, мы сможем лучше понять эволюцию Солнечной системы.
Заметим также, что увеличившийся возраст Луны соответственно даёт больший временной запас для возникновения жизни на Земле.
Для справки: в ходе миссии Аполлон-14 в феврале 1971 года люди в третий раз высадились на поверхность Луны. Астронавты Алан Шепард и Эдгар Митчелл совершили два выхода, проведя в целом около девяти часов в на лунной поверхности, собрав 23 кг образцов грунта.
