Сотрудники лаборатории геохимии углерода им. Э. М. Галимова ГЕОХИ РАН провели исследования физико-геохимических процессов, сопровождавших становление и развитие Луны. Данная работа была проведена в развитие идеи академика Э. М. Галимова о формировании Луны из общего с Землей газопылевого облака. Предложенная модель, являясь альтернативой широко распространенной модели ударного образования (мегаудара), позволила снять существенные недостатки последней. А именно: возникновение сходных изотопных систематик и необходимость весьма специфических условий соударения для наблюдаемого орбитального и собственного вращения обеих планет. Результаты опубликованы в сборнике Advances in Geochemistry, Analytical Chemistry, and Planetary Sciences издательства Springer Nature.

Основная линия формирования вещества Солнечной системы в виде последовательного укрупнения твердых частиц не подвергается сомнению. Изучение химического и изотопного состава метеоритов различных классов позволило установить как временные интервалы, так и пространственные области их образования. Поэтому для Луны и Земли, совпадение линий разделения изотопов кислорода ¹⁶O/¹⁷O/¹⁸O, как и совпадение изотопного состава вольфрама ¹⁸²W/¹⁸⁴W, легко объясняется общим источником вещества. Наблюдаемый дефицит железа на Луне и его обогащение тугоплавкими и слаболетучими элементами – Al, Ca, Ti – также легко объясняются. При этом изотопный обмен в системе пар частица-облако помогает объяснить, почему потеря лунных летучих веществ не сопровождалась изотопным фракционированием. В модели мегаудара кинетический изотопный эффект, обусловленный уходом летучих веществ, оказывается неизбежным.

«Динамическая модель формирования двойной планетной системы в газопылевом облаке дает разумные оценки начального размера зародышей. Возникает вопрос: почему система Земля-Луна уникальна в Солнечной системе? Спутники Фобос и Деймос на Марсе, скорее всего, являются захваченными астероидами, как и системы Юпитера и Сатурна. Возможно, дело в особенностях поведения и различных газодинамических режимах внутренней и внешней частей протопланетного облака ранней Солнечной системы» – сказал кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории геохимии углерода им. Э. М. Галимова ГЕОХИ РАН Сергей Воропаев.

В настоящее время механизм эволюции туманностей, приводящий к образованию и длительному (до 10 миллионов лет) периоду развития и сохранения крупных газопылевых облаков остается непонятным. Необходимо построить более подробную модель процессов, происходящих в сжимающемся и фрагментирующемся протопланетном диске, включая оценки изменений температуры и давления во времени и пространстве. Более точные наблюдения за экзопланетными системами могли бы дать ключ к разгадке в случае больших газопылевых облаков, обнаруженных вблизи внешних звезд.

Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.