Удивительно, но на вопрос, откуда и как появилась Луна у Земли, современная наука не может дать точного ответа. Теорий происхождения Луны существует множество, и в каждой из них существуют противоречащие друг другу факты. Изначально, ученые думали, что все планеты образовались одновременно, из протоплазмы. Но позже пришли к заключение что это не совсем верно. Когда образцы лунного грунта попали к исследователям на стол, ученые-исследователи удивленно ахнули - Луна оказалась значительно старше Земли, - около 1,5 млрд лет! И сразу же теория одновременного происхождения планет, оказалась несостоятельной! Но это скорее добавило больше вопросов, чем ответов как появилась Луна. Долгое время придерживались основной версии происхождения Луны - мегаимпакта. Согласно которой, на момент формирования протопланет, некая протопланета Тея, пересекая путь Земли ударилась о ее поверхность. И вышибла из Земли огромный кусок, который и занял место на ее орбите, став спутником. Однако разный химический состав Луны и Земли, разница в возрасте, а также то, что ученым неизвестно ни одного случая чтобы планеты вот так свободно как Тея, летали по звездным системам, немного скорректировали теорию мегаимпакта и появления Луны. Согласно обновленной версии, в момент формирования солнечной системы, планеты вращались вокруг звезды по неустойчивым орбитам. И там где сейчас находится астероидный пояс, между Марсом и Юпитером, некогда находилась еще одна планета - Фаэтон. По размерам и массе, Фаэтон вдвое уступал нашей планете, при этом угол наклона планет, вызывал серьезную опасность столкновения. И однажды это случилось! Фаэтон подошел слишком близко, и был пойман Землей в гравитационную ловушку, вырваться Фаэтон от большей планеты по массе уже не мог! И столкновение произошло. К счастью траектории космических тел совпадали не полностью, и Земля мало пострадала. Но вот Фаэтон, - планету буквально разорвало от удара! Большой кусок вещества, - вот и все что осталось от Фаэтона, занявшего места на орбите Земли, и ставшего вечным спутником планеты - Луной. Все остальное разбросало по космическому пространству в разные стороны.

Поверхность Луны частенько меняет свои очертания В достоверность этой теории, указывают остатки хоть и слабой, но все же магнитосферы, - у спутников магнитосферы не бывает. Но и эта версия не удовлетворяет исследователей. Существование в далекие времена планеты Фаэтон не отрицается, но вот что произошло с планетой…и она ли стала спутником Земли, вызывает сомнение ученых-исследователей. Исследователи, опираясь на последние данные полагают, что врезавшейся в Землю планетой мог быть вовсе не Фаэтон. Как известно экватор Луны не совпадает с земным, но отлично совпадает с плоскостью марсианской орбиты! К тому же у спутника Земли есть странная черта характера, не смотря на более сильное влияние Венеры, Луна стремится приблизится к Марсу. Словно невидимая космическая пуповина связывает Марс и Луну! Объяснить, с чем связано это явление, невозможно. Влияние Фаэтона на Марс. Если допустить, что Фаэтон разорвался от столкновения с Землей, то это не могло не затронуть соседний Марс. Это сейчас мы видим Красную планету, - с безжизненной омертвелой пустыней. Но некогда все могло быть иначе! Огромные осколки разорвавшегося Фаэтона, принялись безостановочно бомбардировать Марс. Выжить на нем, ни мог ни кто, планета была обречена! От мощных ударов осколков Фаэтона, планета тряслась и теряла орбиту, умирала атмосфера и магнитосфера Марса. Под мощными ударами, невиданной силы, обломки Марса тоже разлетались во все стороны. То что Марс подвергался страшным ударам свидетельствует находка 2000 года. Тогда в Антарктиде был обнаружен метеорит Ямато, считается, что к нам его занесло с разбитого массированной атакой Марса. Возраст породы в сердцевине метеорита Ямато, составляет 16 000 000 лет! Они сильно повреждены, - по мнению специалистов, разрушения характерны для катастрофы планетарного масштаба! А верхняя оплавленная корка метеорита, указывает, что в атмосферу Земли Ямато вошел 12 тысяч лет назад. Но нельзя забывать и о Фаэтоне, - ведь некогда и здесь могло быть благодатное время, когда планета была живой и цветущей. А на поверхности планеты проживала разумная культура. На минуту вспомним, как ведет себя Луна на орбите. Луна удивительная планета-спутник, чья форма практически идеально круглая. Интересно и то, что центр масс Луны, на 1830 метров ближе к Земле, чем ее геометрический центр. Казалось бы, при такой постановке сил, Луна должна вращаться хаотично. Однако ни чего подобного! Траектория полета нашего спутника идеально точна и выверена! Она движется строго выдерживая стабильную скорость и курс. Объяснить подобное, невозможно…. Наряду с этим, ни кто и никогда, не видел обратной стороны Луны! Она словно навечно спрятана от земных наблюдателей. Почему так? Что может скрываться в темноте невидимой стороны, чего нельзя видеть землянам? А ведь и сейчас, несмотря на достаточное множество спутников-зондов, исследовавших Луну, встретить снимки обратной стороны спутника не правлеными редкость.

Тайна Луны и метеорита Ямото в легендах древних цивилизаций. Академическая наука разложила образование Вселенной, и Солнечной системы по полочкам. Но некоторые факты, «вываливаются» из общепринятой гипотезы происхождения планет, и Луны в частности. У всех древних цивилизаций, есть записи о том, как появилась Луна. Оказывается, предания помнят те времена, когда спутника у Земли еще не было! Весьма любопытно описывают появление Луны древние тексты. Причем убийственные для общепринятой теории происхождения Луны факты. Но Луну установили на орбиту некто иные, как Боги! - после страшной катастрофы в Солнечной системе.

Символ дендерского зодиака, говорящий о происхождении Луны Египет, Дендера, место известное как храм богини Ханхор, здесь находится дендерский календарь - считается, что это еще не полностью расшифрованная человеком хроника событий прошлого, записи великих катастроф. Считается, что женская фигура обозначает Землю, а бабуин в ее руке символизирует Луну. Вытянутая рука свидетельствует о том, что Луна была притянута к Земле! И сделали это Боги! Тиуанако, далекие от Египта стены храма Каласасайя /Храма Стоящих камней/ здесь исследователи прочитали, что Луна появилась у Земли около 12 тысяч лет назад. Стены храма испещрены отражением масштабности и значимости события, когда появилась Луна. И подобные надписи, говорящие о событиях прошлого, у всех цивилизаций древности. Удивительно звучат записи греков, Аристотеля и Плутарха, римлянина Аполлония Родосского, рассказывающих о некоем народе, жившим в горной местности Аркадия. И говорили они о себе, как о народе чьи предки пришли в эти места еще до появления в небе Луны. - И люди это помнят, сохранив знания для потомков. Очевидно, что разные древние культуры описывают появление Луны по своему, но суть остается неизменной, - раньше у Земли не было своего спутника. У одних цивилизаций Луна появилась из-под воды, у других из-под земли. Связывают появление Луны на небе и с Великим потопом. Кстати, с появлением спутника существует еще одно предание, правда пока малопонятное. По индийским преданиям, раньше люди жили дольше, и стояли на пороге едва ли не бессмертия - жизни до 10 тысяч лет. Однако все изменила катастрофа, после которой продолжительность жизни сократилась до 1 тысячи лет. Это же упоминается и в Библии, а впоследствии долголетие было и вовсе утрачено. Связано ли это с появлением Луны? - трудно ответить, но факт примечательный.

Как погибла планета Фаэтон 16 миллионов лет назад. Так что же так бережно хранили наши предки, высекая на камне? Что они хотели донести до нас? Историю о том, как погибла планета Фаэтон, и был разрушен Марс, а при этом событии у Земли появился спутник? Не об этом ли рассказывают древние предания, доносят до нас историю нашей планеты, а также отображают явления космического масштаба? Согласно древним текстам, планета Фаэтон погибла не случайно, но немного иначе, как считают исследователи. В те далекие времена, две могущественных державы сошлись между собой в схватке. Развитые культуры, невообразимой мощности оружие,- а в результате планета была уничтожена и разбита. Луна и Земля, Иерихон и Гиза, а как похожи Но это не объясняет, зачем боги притащили Луну к Земле. Если не предположить, что боги этого не делали. И в данном случае усматривается прелюбопытная теория. А что если в давней битве, погибли не все космические корабли враждующих сторон? Тогда поврежденный, но не умерший окончательно корабль, мог «закрепиться» на орбите ближайшей планеты, - а экипаж разбитого корабля поселиться на планете. В доказательство этой версии, говорят многочисленные и хорошо известные лунные аномальные явления. Это и струи выбрасываемого газа, - словно они стравливаются бортовой системой, при продувке модулей или некой рабочей системы. Причем речь идет не о кратковременности, а именно о периодичности выбросов. А также наблюдатели неоднократно замечают загадочные изменения на лунной поверхности. Словно это работают подповерхностные механизмы огромного корабля. Научная элита прекрасно знает о происходящем на Луне, и в общем-то не отрицает происходящие явления. Однако, по какой-то загадочной причине, не желает признавать происходящее, и написанное древними цивилизациями….. Почему?

Луна - наша ближайшая соседка в космическом пространстве. Согласно многочисленным преданиям, легендам и мифам, она появилась на земной орбите сравнительно недавно - во время разрушительного катаклизма вызванного прохождением необычной звезды класса "пропеллер" (Тифона) рядом с нашей планетой. Из книги Симонова В.А. "Звезда Апокалипсиса", Из - во "Центрполиграф", 2012 г.

Ацтекский астрономический кодекс Magliabechiano. Богиня Луны и нейтронная звезда с длинным шлейфом.

Несмотря на такую давность этих событий, предания о тех временах сохранились у некоторых народов. У индонезийского племени ниасцев существовали два верховных божества Ловаланги и Латуре Данё, которые противостоят друг другу. Ловаланги (Солнце) связан с верхним миром; он воплощает в себе добро и жизнь, его цвет - жёлтый или золотой, его символы и культовые знаки - петух, орёл, свет. Латуре Данё (Тифон) принадлежит к нижнему миру; он является воплощением зла и смерти, его цвет - чёрный или красный, его эмблема - змеи, а символы - Луна и темнота. Из мифа можно понять, что появление в земном небе Луны связано с божеством Латуре Данё.

Луна и Великий змей. Рисунок на вазе. Племя мочика (Перу).

В фольклоре индейцев Южной Америки имеется такие сведения о нашем ночном светиле, которые иносказательно описывают появление Луны: «У него было три имени - Бочика, Немкетеба и Зухе…. С собой он привёз жену, и у неё было тоже три имени - Чиа, Юбекайгуайа и Хавтака (спутники). Но только прекрасная Чиа была очень злой женщиной - всегда и во всём шла она наперекор своему мужу, а тот желал людям только добра. Чиа заколдовала реку Фансу, и она вышла из берегов, затопив всю долину Боготы. Много жителей погибло во время этого наводнения. Лишь кое-кому удалось спастись; они вскарабкались на вершины окрестных гор. Разгневанный старец прогнал Чиа прочь подальше от земли, и она стала Луной. С тех пор Чиа освещает землю по ночам».

В древней книге индейцев майя, известной сегодня под названием «Парижский кодекс» (в переводе Р. Кейзера) неоднократно упоминается о том, что в незапамятные времена луны на ночном небе не было: «Этот день создал Господь. Это было очень, очень давно - во времена второй Эпохи Создания, когда боги сделали предсказание. Это было задолго, очень задолго до 12 августа 3114 г. до н.э., когда боги предсказали, что откроют секрет, как создать существа, которые могут назвать их по именам. Это люди, которых они создадут из праха. Деревянные люди трескались. Боги послали гигантские потоки, чтобы смыть свои ошибки. Но деревянные люди плавали и дожили в виде Обезьян до наших дней. Это было так давно, когда это случилось, что не было ещё Бактунов (веков), Катунов (десятилетий), Тунов (лет), Виналов (месяцев) или Кинов (дней), которые можно было посчитать. Не было даже Луны»; «… когда Первый Отец приплыл в своём каноэ из аллигатора через пустоту, чтобы раздуть Первый Огонь в Очаге Неба. Луна ещё не была создана»; «… когда был раздут Первый Огонь, и впервые засветилась Великая Туманность Ориона. От этого пепла и дыма возник сам Бог Маиса. Вверх он поднялся из спины амфибии. Ицамна - Небесный Ящер, наблюдал за его возрождением. Луна ещё не родилась, когда это случилось»; «… когда Первый Отец привёл в движение Зодиак…, когда звёзды пришли в движение, Рогатый Олень появился с Востока…. По пятам за ним следовала высокая и полная Луна».
У племени чибча-муиски из Бразилии существует легенда: «В далёкие времена, ещё до того, как луна стала сопутствовать земле, люди, населявшие плоскогорье Боготы, жили как настоящие дикари: они ходили голыми, не умели обрабатывать землю, и не было у них не законов, ни обрядов». На их землю пришел «посланный богом» белый человек с чёрной бородой - Бочика и научил их одеваться, строить города. Это было в «те стародавние времена, когда луна ещё не сопровождала землю».

Ацтекское изображение Луны, дракона и богини Луны - Тласольтеотль.

Аборигены Австралии рассказывают, что Луну создал великий созидатель Байаме: «Это случилось давно. Земля, деревья, реки были тогда такими же, какими мы видим их и теперь. Но небо было другим - темным, без луны. А вот как луна появилась… Байаме был неподвижен, а затем с силой метнул бумеранг в черное небо. Все выше и выше поднимался бумеранг, пока не достиг неба и не остановился. С удивлением и страхом глядели животные и птицы на бумеранг, который светился каким-то дивным светом, а вокруг стало светлее. Так Байаме подарил людям луну. Она и ныне светит на небе, а в иные дни очень похожа на бумеранг…».

Древний вариант шумерского мифа о происхождения спутника нашей планеты гласит, что Луна «досталась Земле» от Тиамат. Возможно, нейтронная звезда просто «доставила» наше ночное светило в район орбиты Земли. Согласно шумерской космогонии у этого небесного тела имелось 11 спутников - «драконов». Самым крупным из них был Кингу.

«Столпились, они двигались маршем рядом с Тиамат.

Разъярённые они день и ночь беспрерывно замышляли козни,

Готовые к конфликту, кипя от злости и свирепствуя».

В результате «Небесной Битвы» между Мардуком (Юпитером) и Тиамат произошёл гравитационный захват и изменение орбит одного или нескольких спутников нейтронной звезды. Потеряв свою «предводительницу» они навсегда покинули Солнечную систему или были захвачены другими массивными планетами. Возможно, что таким необычным образом, Земля приобрела Луну.

На рисунке изображена небесная битва между Мардуком и Тиамат, где показан Юпитер, бросающий молнию в крылатого дракона и его 12 спутников, которые выглядят как небольшие звёздочки. Между этими небесными телами имеется изображение Луны в виде полумесяца, что подтверждает миф о появлении спутника на орбите Земли в результате грандиозной космической катастрофы произошедшей в незапамятные времена в Солнечной системе.

Битва между Мардуком и Тиамат. Прорисовка с цилиндрической печати.

Г. Уилкинс в своей книге «Затерянные города Южной Америки» пишет: «Индейцы высокогорных равнин Колумбии утверждают, что до того, как катастрофа (потоп) поразила Землю, небесный свод не освещался Луной!».
В устных преданиях африканских бушменов имеются сведения, что после ужасного катаклизма произошедшей в незапамятные времена, когда темнота и дым на Земле рассеялись, на небе, где раньше не было ночного светила, появилась сразу две Луны! Легенда так повествует о кошмарном катаклизме, происходившем в это время (в литературной обработке писателя Уилкинса): «… далекие предки карликовой расы бушменов, обитателей пустыни Калахари в Южной Африке, охваченный ужасом прятались среди огромных валунов, а может, укрывались в темных пещерах в непроходимых джунглях. Как завороженные, со страхом и благоговением взирали они на ночное небо, прислушиваясь к ужасающему грохоту рушащихся скал, что предвещало начало самого мощного землетрясения, когда-либо происходившего на нашей планете. Еще бы им не испытывать ужас! Ведь они стали очевидцами величайшей катастрофы, которую пришлось пережить человеку с тех времен, когда он «спустился с дерева», стал прямоходящим и превратился в настоящего человека homo sapiens. На морские побережья… обрушивались потрясающие воображение приливные волны, возвышавшиеся над самыми высокими холмами. Они с огромной силой разбивались о песчаные пляжи и по инерции катились далеко в глубь континента, уступая место все новым и новым громадам волн.
Целые массивы суши, никогда не соприкасавшиеся с морем, были затоплены, а приливные волны, не останавливались ни перед чем, размывали горы и поворачивали вспять течение глубоких и полноводных рек. Ночь завершилась кошмаром. С небес обрушился огненный дождь, от которого вспыхнул заревом первобытный лес…, были выжжены многомильные участки леса, в тех местах, где прошла обжигающая волна из раскаленного воздуха и газов, сопровождающая падение гигантских метеоритов…
Наступил день, а может быть, просто слегка рассеялась мгла, и слабый солнечный свет был подобен свече, зажженной на алтаре. В течение многих суток невозможно было отличить день от ночи. Место катастрофы было окутано густой пеленой черного дыма. В кромешной тьме разряды молний ранее никогда не виданные в этих субтропиках, разрезали то там, то здесь ночную мглу. Иногда, когда густой дым рассеивался, выглядывал кроваво-красный шар солнца, но сумерки вновь сгущались, как во время затмения. Затем громадная туча красной пыли наполнила собой воздух, и обезумевшим бушменам показалось, что весь мир должен взорваться, ибо вслед за тучей обрушился дождь из пепла, покрывший уцелевшие деревья и растительность белым налетом.
От пронзительного свиста падающих метеоритов огромной разрушительной силы у очевидцев трагедии кровь застывала в жилах. Это продолжалось бесконечно. Четыре ужасных взрыва сотрясли землю. Людей забравшихся на деревья, которые росли на самых высоких холмах, поглотила разверзшаяся земля. Четыре громадных, раскаленных добела шара упали с небес на леса. Река, протекавшая неподалеку, превратилась в поток шипящего пара, который, поднимаясь ввысь, усиливал и без того ужасный жар, исходящий от пламени взрывающихся масс,… когда дым немного рассеялся, они увидели, что небо, где не было луны, теперь освещалось сразу двумя лунами!».

В древнейшем индийском эпосе «Махабхарата» говорится о том, что в начале времён боги пытались добыть из океана жидкость бессмертия - амриту. Они взбалтывали океан (пахтание), опустив туда с неба гигантского змея Васуки, державшего в пасти гору Мандару. И из бушующих вод океана впервые «показался Месяц, ясный, как самый близкий друг. Он испускал лучи и сиял прохладным светом». У различных народов в их легендах и мифах захваченный у Земли Тифоном столб вещества очень часто сравнивают с гигантским змеем, который приносит неисчислимые бедствия и разрушения.

Пахтание океана, во время которого появился Месяц. Индийская миниатюра.

Задолго до греков на земле Эллады жили племена пелазгов, а на юге страны существовала легендарная страна Аркадия. Греки своих предшественников палазгов и аркадийцев так и называли - «долунные». Это было очень давно, когда Луна ещё не сияла на небе. Потоп обрушился на их древнюю землю, когда Луна появилась на небосводе.

Индейцы Британской Гвианы сообщили известному ученому А. Гумбольдту, когда он в 1820 году путешествовал в этом регионе мира, что их предки жили здесь еще до появления Луны.

Аполлоний Родоский (III век до н.э.) - хранитель Александрийской библиотеки, полмиллиона рукописей которой сгорели и утеряны для нас безвозвратно, имея доступ к такому огромному объёму информации, утверждал, что не всегда на земном небе сияла Луна.

Анаксагор, греческий философ, астроном и математик (V век до н.э.), основываясь на более древних источниках, писал, что Луна появилась на небосводе позднее, чем образовалась сама Земля.

В древнейшем эпосе «Калевала» имеется такой текст, состоящий всего из трёх сток, которые описывают появление Луны, смещение оси вращения Земли и изменение цвета атмосферы Солнца при возмущении её Тифоном. Хотя все эти деяния приписывались богам.
Когда луну поместили на орбиту,
Когда установили серебряное солнце,
Когда прочно поставили на место Медведицу.
В «Калевале» также имеется информация о потопе, возникшем из-за Луны: «Поднялась огромной силы вода и всё поглотила».

Луна, приблизившись к Земле, вызвала на ней огромные приливные волны, создав очередной потоп. Среди легенд яганов живущих на архипелаге Огненная Земля имеется легенда о нашем ночном спутнике, в которой говорится, что много веков назад Луна упала в море и поднялась большая (приливная) волна, всё затопившая. В легенде говорится: «Потоп вызвала женщина-Луна. Это было время великого подъема... Луна была полна ненависти к человеческим существам... В то время утонули все, за исключением тех немногих, кто сумел бежать на пять горных вершин, которые вода не покрыла» Спаслись и жители острова, который оторвался от дна и плавал по морю. Остров встал на прежнее место, когда Луна вышла из моря. С этого спасённого островка суши люди заселили всю Землю.

У африканского племени живущего в низовьях реки Конго существует миф, когда, «солнце и луна встретились однажды, причём солнце обдало луну грязью и затмило её свет; по этой причине часть луны время от времени остаётся в тени (фазы Луны). Во время этой встречи произошёл потоп».

О потопе во время появления красной Луны окруженной «пеленой облаков» говорится в преданиях ирландцев, которые заимствованы из более древних кельтских сказаний. Герои мифа - это Бит и Биррен и их дочь Цесара. Во время потопа вся семья погрузилась на судно, благодаря этому спаслись. Но «вскоре после потопа произошла новая катастрофа. Взошла красная Луна, окружённая пеленой облаков, которые рассыпались и падали на Землю, вызывая разрушения. В результате очередного бедствия «семья Бита погибла, и страна осталась без людей». Среди ледников Антарктиды обнаружены метеориты, которые непохожи на остальные. Их изучение показало, что они по химическому составу схожи с породами лунных «морей» и «равнин». Причём они попали на Землю сравнительно недавно. По разным оценкам время падения лунных метеоритов на нашу планету составляет от 12 до 25 тысяч лет назад. Вероятней всего, эти осколки Луны попали на нашу планету в результате её появления на земной орбите и катаклизмов вызванных нейтронной звездой, которая своим тяготением вырвала часть поверхности ночного светила.

В мифологии разных народов упоминает о том, что действительно Луны была расположена гораздо ближе к нашей планете, а затем она переместилась на более высокую орбиту. В болгарской легенде говорится о «злой бабе» Моране «погубившей много людей» и набросившей грязную пелену на серебряный месяц, который покрылся тёмными пятнами и, напуганный стал ходить над Землёй куда выше прежнего.

О необычном движении Луны упоминается и в древних верованиях армян: «Лусин (Луна) раньше ходила по небу днём, со своим братом Солнцем. Но Лусин заболела оспой и, стыдясь покрывших её безобразных рябин, показывается только ночью, под покровом темноты». Ночное светило находилось гораздо ближе к нашей планете, так как древние армяне смогли разглядеть даже невооружённым глазом лунные кратеры (оспины).

При очередном появлении нейтронной звезды или другого массивного объекта в Солнечной системе может возникнуть ситуация, при которой Тифон своим притяжением может изменить орбиту Луны. При неблагоприятном стечении обстоятельств она будет сближаться с Землёй, а затем, пройдя предел Роша, (на высоте 3 земных радиусов) разрушится на отдельные фрагменты, которые рухнут на нашу планету. После этого кошмарного катаклизма человечество уже не выживет. Всё-таки неприятно иметь такой громаднейший булыжник над своей головой, который висит над нами как Дамоклов меч и может когда-нибудь рухнуть на Землю.

В заключение главы приведу шумерский клинописный текст-молитву, посвящённый спутнику Земли:
О Луна, ты единая проливающая свет,
Ты, несущая свет человечеству…
Перед тобой в пыли лежат все великие божества,
Ибо судьба мира покоится в тебе.

> > > Как образовалась Луна

Узнайте, как появилась Луна – единственный спутник Земли. Описание теорий создания Луны с фото: захват, масштабный удар и одновременное появление с Землей.

После того, как наша звезда Солнце пролила свет, начали формироваться планеты. А вот Луна решила подождать еще несколько миллионов лет. Как же она сформировалась? Есть теории: масштабный удар, одновременное появление и захват. Давайте внимательнее рассмотрим историю Луны.

Теории образования Луны

Масштабный удар

Это главная идея, у которой больше всего сторонников. Земля появилась из пылевого и газового облака. Тогда Солнечная система представляла собою настоящее поле боя, в котором объекты постоянно сталкивались, сливались и меняли орбиту. Один из них попал в Землю, которая как раз только сформировалась.

Ударный объект размером с Марс называют Тейя. При столкновении от нашей планеты отделились куски коры. Гравитация начала притягивать их, пока не образовался целостный объект. Это объясняет, почему Луна создана из более легких элементов, а также обладает меньшей плотностью, чем Земля. Когда материал сконцентрировался вокруг остатков ядра Тейи, то задержался около плоскости земной эклиптики.

Совместное формирование

Планеты и спутник могут формироваться одновременно. То есть, гравитация заставляла кусочки сгущаться и параллельно создавались два объекта. В таком случае, спутник будет обладать похожим с планетой составом и находиться неподалеку. Но Луна все же менее плотная, чего не должно быть, если они появились с одинаковыми тяжелыми элементами в ядре.

Захват

Касательно истории Луны есть мнение, что земная гравитация могла схватить пролетающее мимо тело (так было с марсианскими Фобосом и Деймосом). Скалистое тело могло сформироваться в другом месте нашей системы и втянулось в земную орбиту. Эта теория объясняет различие в составах. Но и здесь есть нестыковки, ведь обычно такие объекты имеют странную форму, а не сферическую. Да и орбитальный путь не встраивается в эклиптику.

Хотя две последние теории объясняют некоторые моменты, но они все же игнорируют множество важных вопросов. Поэтому первое предположение пока является наилучшей моделью появления спутника. Теперь вы больше знаете о том, как появилась Луна.

Содержание статьи

ЛУНЫ ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ИСТОРИЯ. Истории Луны интересна не только сама по себе, но и как часть общей проблемы происхождения Земли и других планет Солнечной системы. В последнее время мы много узнали о физических и химических характеристиках Луны. Эти данные получены не только с Земли, но и с помощью космических аппаратов. Например, автоматические станции «Сервейор-5, -6 и -7», мягко севшие на Луну в 1967 и 1968, впервые позволили определить ее химический состав. Образцы лунных пород и пыли, доставленные американскими астронавтами по программе «Аполлон» (1969–1972) и советскими автоматическими аппаратами серии «Луна» (1970–1976), дали возможность детально измерить их химические и физические характеристики и установить по ним возраст Луны.

Полученные данные позволяют узнать многое об истории Луны, но вопрос о ее происхождении все равно остается трудным. Существует несколько теорий возникновения Луны. Согласно одной из них, Луна – это часть Земли, некогда оторвавшаяся от нее. Другая теория рассматривает Землю и Луну как двойную планету, сформировавшуюся при аккумуляции одного и того же вещества в пространстве. Третья теория утверждает, что Луна сформировалась независимо и затем была захвачена Землей.

Возраст лунной поверхности.

Крупные детали на поверхности Луны образовались в основном вследствие метеоритной бомбардировки. Только темные моря наверняка связаны с вулканической деятельностью, с извержением богатой железом базальтовой лавы.

Определение возраста лунных пород радиоизотопным методом показало, что некоторые образцы, доставленные «Аполлоном-17», имеют возраст 4,6 млрд. лет, т.е. почти тот же возраст, что и сама Луна. Однако большая часть материковых пород моложе примерно на 700 млн. лет. Это указывает, что активная бомбардировка Луны закончилась 3,9 млрд. лет назад, оставив после себя огромные круглые воронки, такие как Море Дождей и Море Восточное. Морской базальт еще моложе: от 3,9 до чуть более 3,0 млрд. лет. Однако анализ изотопов четко показывает, что разделение химических элементов в недрах Луны произошло 4,3 млрд. лет назад. Примерно в это время сформировались истоковые области основных лунных пород. См . РАДИОУГЛЕРОДНОЕ ДАТИРОВАНИЕ.

По окончании извержения последней морской лавы (вероятно, в Море Дождей) самым значительным событием в истории Луны было образование кратеров, таких, как Коперник (850 млн. лет назад) и постепенное нарастание толстого пылевого слоя – лунного реголита – под действием ударов мелких метеоритов и ионизующего облучения.

Поскольку лунные детали не сильно изменились за время существования Солнечной системы, по ним можно судить о самых ранних эпизодах в истории системы Земля – Луна. Тот факт, что большинство лунных кратеров гораздо старше самых древних земных пород, помогает понять, почему на Земле мы не встречаем крупных ударных бассейнов: обладая более мощным гравитационным полем, Земля в первые 700 млн. лет существования Солнечной системы должна была подвергаться более интенсивной бомбардировке, чем Луна, но активные геологические процессы на Земле уничтожили все свидетельства той бомбардировки.

Жесткость.

Различные данные позволяют заключить, что Луна значительно более жесткий объект, чем Земля, а значит, температура в недрах Луны была относительно невысокой. Изучение орбиты Луны и ее либраций показало, что фигура Луны представляет собой трехосный эллипсоид. Эта форма не соответствует той, которую должна была бы принять Луна под действием собственной силы тяжести, гравитационного поля Земли и центробежных сил, вызванных вращением Луны. Для поддержания этой неправильной формы требуется, чтобы Луна была жесткой, по крайней мере в своих внешних слоях.

Области большой концентрации массы – масконы, открытые в 1968 под лунной поверхностью, также указывают на достаточную жесткость внешних оболочек Луны. Масконы располагаются под круглыми морями, сформировавшимися в результате мощных столкновений (например, Море Дождей, Море Ясности, Море Кризисов, Море Нектара и Море Влажности), а также под областями, которые в прошлом могли быть морями, но затем оказались покрыты ударными кратерами. Масконы демонстрируют, что на Луне, по крайней мере в областях, лежащих над масконами, отсутствует изостазия – известное на Земле явление, при котором массивные блоки коры медленно тонут до тех пор, пока не достигнут равновесия с остальными участками коры.

Для объяснения масконов предложены различные гипотезы: 1) это остатки упавших на Луну тел. Возникшие при ударе кратеры должны были заполниться расплавленными силикатами, фрагментами породы и пылью, образовав ровную морскую поверхность. При разумных допущениях эта идея обеспечивает хорошее согласие наблюдаемого избытка массы с возможной массой падавших объектов; 2) масконы образованы потоками лавы, заполнившей большие ударные бассейны. Однако трудно поверить, что миллионы кубических километров лавы могли излиться в эти области и затем не растечься; 3) это наружные «пробки» плотного вещества мантии, застывшего в местах столкновений.

Плотность и химический состав.

Средняя плотность Луны 3,34 г/см 3 . Это близко к плотности метеоритов хондритов, т.е. солнечного вещества, за исключением наиболее летучих его компонентов, таких, как водород и углерод. Плотность Луны близка и к плотности земной мантии; по крайней мере, это не противоречит гипотезе о том, что Луна некогда оторвалась от Земли. Значительно более высокая средняя плотность Земли (5,5 г/см 3) в основном обусловлена плотным железным ядром. Низкая плотность Луны означает отсутствие у нее заметного железного ядра. Более того, момент инерции Луны свидетельствует о том, что это шар однородной плотности, покрытый анортозитовой (богатый кальцием полевой шпат) корой толщиной 60 км, что подтверждается сейсмическими данными. См . ЗЕМЛЯ; МЕТЕОРИТ.

Основными лунными породами являются: 1) морские базальты, более или менее богатые железом и титаном; 2) материковые базальты, богатые камнем, редкоземельными элементами и фосфором; 3) алюминиевые материковые базальты – возможный результат ударного плавления; 4) магматические породы, такие, как анортозиты, пироксениты и дуниты.

Реголит (см. выше ) состоит из фрагментов основной породы, стекла и брекчии (порода, состоящая из сцементированных угловатых обломков), образовавшихся из основных типов пород. Лунные породы не полностью схожи с земными. Обычно лунные базальты содержат больше железа и титана; анортозиты на Луне более обильны, а летучих элементов, таких, как калий и углерод, в лунных породах меньше. Лунные никель и кобальт, вероятно, были замещены расплавленным железом еще до окончания формирования Луны. См . БАЗАЛЬТ; БРЕКЧИЯ; ГЕОЛОГИЯ; МИНЕРАЛЫ И МИНЕРАЛОГИЯ.

Тепловая история.

Современная температура лунных недр зависит от ее начальной температуры и тепла, выделившегося и сохранившегося с момента ее образования. Начальная высокая температура внешних слоев Луны в основном обязана кинетической энергии вещества, падавшего на Луну на заключительной стадии ее формирования. Определенный вклад мог внести и короткоживущий изотоп алюминий-26. Вместе эти явления могли породить «океан» расплавленной магмы глубиной в сотни километров и дефицит летучих элементов.

Выделение тепла в глубоких слоях Луны зависит от концентрации радиоактивных изотопов уран-235, уран-238, торий-232 и, в меньшей степени, калий-40. Сохранение этого тепла зависит от теплопроводности внешних слоев Луны. Тепловой поток из лунных недр был измерен экспедициями «Аполлон-15 и -16» и показал относительно высокое содержание урана и тория на фоне дефицита других тугоплавких элементов. Современный температурный профиль Луны, т.е. ход температуры с глубиной, был изучен в экспериментах по электропроводности. Оказалось, что температура плавления достигается лишь на глубине 1000 км; это согласуется с сейсмическими данными о небольшом расплавленном ядре и глубине очагов лунотрясений около 800 км.

Происхождение.

В конце 19 в. Дж.Дарвин предположил, что Луна оторвалась от Земли в результате резонанса колебаний. Если объединить Луну и Землю, то период вращения составил бы примерно 4 ч. Период естественных колебаний Земли, по мнению ученых 19 в., был около 2 ч. Это указывает, что мог возникнуть резонанс, приводящий к усилению колебаний до такой степени, что от единого тела мог оторваться небольшой «кусочек» – Луна. Но теперь известно, что период собственных колебаний Земли короче 1 ч. Кроме того, затухание колебаний, вызванное сильным внутренним трением, не позволило бы им достичь большой амплитуды. К тому же только что отделившаяся Луна должна была бы обращаться по орбите быстрее Земли, и приливные силы вернули бы ее обратно.

Теорию отделения Луны пытались недавно возродить идеей о том, что момент инерции Земли уменьшился, когда ее вещество разделилось на металлическое ядро и силикатную мантию; от этого возросла скорость вращения, что и заставило часть вещества оторваться в качестве самостоятельного тела. Но все равно для этого требуется высокая начальная скорость вращения Земли, чтобы гигантская энергия вращения затем диссипировала в тепло земных недр, а большая часть момента была бы унесена из системы Земля – Луна, например, путем выброса значительной массы (что выглядит уж совсем невероятно). Итак, проблемы, связанные с сохранением энергии и момента импульса, делают теорию отделения Луны от Земли маловероятной. Последние химические данные, особенно в отношении железа и редкоземельных элементов, показали, что состав лунной поверхности существенно отличается от земной. Поэтому теорию отделения сейчас не рассматривают всерьез.

Ряд других теорий происхождения Луны основан на том, что она могла образоваться при объединении мелких частиц, движущихся по орбите вокруг первобытной Земли. В одной из моделей Земля и Луна формируются из единого газового облака как двойная планета. Но это маловероятно, поскольку по химическому составу Луна отличается от Земли, имеющей большое железо-никелевое ядро. Потерять же большую массу газа такая крупная планета, как Земля, не могла.

Другая теория двойной планеты утверждает, что Луна образовалась из облака мелких твердых частиц, обращавшихся вокруг Земли на последней стадии ее формирования. Предполагается, что эти частицы отличались от Земли по химическому составу и содержали больше воды или меньше тяжелых элементов, таких, как никель и железо. Но если было так, то система Земля – Луна должна была бы иметь больший удельный момент импульса, чем это следует из соотношения между массой и моментом для планет. По оценкам, Луна могла бы сформироваться из таких частиц за очень короткое время – примерно за 80 лет. В этом случае Луна была бы горячей, вопреки указанным выше фактам.

Теория захвата Луны популярна среди ученых, хотя на первый взгляд она кажется маловероятной, поскольку при захвате Луна должна была бы потерять большую энергию, равную Gm 1 m 2 /2c , где m 1 и m 2 – массы Земли и Луны, G – гравитационная постоянная, c – большая полуось орбиты (среднее расстояние между Землей и Луной). Предлагались различные механизмы захвата. В одном из них Луна была захвачена на обратную орбиту (т.е. обращалась вокруг Земли в направлении, противоположном движению большинства тел Солнечной системы); затем приливное влияние Земли уменьшило лунную орбиту и перевернуло ее плоскость, т.е. сначала орбита стала полярной, а затем прямой, с привычным нам направлением обращения; после этого размер орбиты начал возрастать. В точке наибольшего сближения с Землей расстояние до Луны было 2,9 земных радиуса. В этом случае потеря энергии должна составить 10 килоджоулей на каждый грамм лунного вещества, что примерно вчетверо больше энергии, необходимой для полного плавления Луны. Поэтому такую теорию трудно принять.

Согласно другой теории, сначала было захвачено несколько небольших лун, а позже из них сформировалась современная Луна. Только после этого приливные эффекты стали играть заметную роль, поэтому маленькие спутники могли находиться вблизи Земли длительное время. Разрушительный захват, в результате которого Луну буквально разорвало, когда она прошла вблизи Земли, мог бы объяснить потерю ею первоначального железа. С другой стороны, захват при столкновении мог бы объяснить сравнительно позднюю бомбардировку Луны. При этом избыток энергии был израсходован при столкновениях с малыми лунами, а бомбардировка происходила, когда Луна, удаляясь от Земли, встречалась с оставшимися спутниками.

По имеющимся данным можно предположить, что Земля сформировалась с периодом вращения около 10 ч, что дало ей большой удельный момент импульса. Одна Луна (или несколько лун) была захвачена Землей; эта Луна (или луны), обращаясь вокруг Земли, присоединяла к себе прочие тела, а некоторые выбрасывала с околоземной орбиты на околосолнечную. При этом Луна обращалась в прямом направлении по орбите с главной полуосью около 40 земных радиусов, которая не лежала в плоскости экватора Земли. Быстрое удаление Луны от Земли должно было начаться лишь в недавнем геологическом прошлом, когда океаны и континентальный шельф стали достаточно мощными, чтобы усилить приливное трение.

Теории захвата предполагают, что луноподобные объекты сформировались где-то до их захвата. Вполне вероятно, что этому способствовало наличие различных газов. Газовым телам свойственна гравитационная неустойчивость; это является главной причиной формирования звезд (см . ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС) . Этот же процесс мог способствовать аккумуляции твердых частиц в протопланетном облаке вокруг Солнца. Позже энергия излучения и вращающееся магнитное поле вытеснили газ из облака, а твердые тела остались на гелиоцентрических орбитах.

Луна – весьма необычный спутник. Только Харон – спутник Плутона, открытый в 1978, еще более массивен по отношению к своей планете. Если бы теории отрыва от Земли или теории двойной планеты были верны, то выглядело бы странным, почему Венера, столь похожая на Землю по массе и расстоянию от Солнца, не имеет спутника. Более того, Венера вращается в обратную сторону. Если бы у Меркурия, Венеры, Земли и Марса имелись большие спутники, двигающихся в прямом направлении, то Галилей и все ученые после него согласились бы, что эти спутники оторвались от своих планет или образовались вместе с ними. Странный наклон осей вращения многих планет и обратное вращение Венеры дают повод предполагать, что процесс их формирования протекал в присутствии многих крупных объектов типа Луны, и они, сталкиваясь, образовали планеты. И только Земля смогла захватить один из этих объектов, который стал нашей прекрасной Луной. А Венера, испытав столкновение с объектом, движущимся в обратном направлении, сама начала вращаться в том же направлении.

Несколько слов из истории проблемы

Из планет внутренней части Солнечной системы, которые включают Меркурий, Венеру, Землю и Марс только Земля имеет массивный спутник – Луну. Спутники есть также у Марса: Фобос и Деймос, но это небольшие тела неправильной формы. Больший из них, Фобос, в максимальном измерении всего 20 км, в то время как диаметр Луны 3560 км.

Луна и Земля обладают разной плотностью. Это вызвано не только тем, что Земля имеет большие размеры и, следовательно, ее недра находятся под б?льшим давлением. Средняя плотность Земли, приведенная к нормальному давлению (1 атм) – 4.45 г/см 3 , плотность Луны – 3.3 г/см 3 . Различие обусловлено тем, что Земля содержит массивное железо-никелиевое ядро (с примесью легких элементов), в котором сосредоточено 32% массы Земли. Размер ядра Луны остается невыясненным. Но с учетом низкой плотности Луны и ограничения, налагаемого величиной момента инерции (0.3931) Луна не может содержать ядро, превосходящее 5% ее массы. Наиболее вероятным, исходя из интерпретации геофизических данных, считается интервал 1–3%, то есть радиус лунного ядра составляет 250–450 км.

К середине прошлого века сформировалось несколько гипотез происхождения Луны: отделение Луны от Земли; случайный захват Луны на околоземную орбиту; коаккреция Луны и Земли из роя твердых тел. Эта проблема до недавнего времени решалась специалистами в области небесной механики, астрономии и планетофизики. Геологи и геохимики в ней участия не принимали, поскольку о составе Луны до начала ее изучения космическими аппаратами ничего не было известно.

Уже в 30 гг. прошлого столетия было показано, что гипотеза отрыва Луны от Земли, выдвигавшаяся, кстати, Дж. Дарвиным, сыном Ч. Дарвина, несостоятельна. Суммарный вращательный момент Земли и Луны недостаточен для возникновения даже в жидкой Земле ротационной неустойчивости (потеря вещества под действием центробежной силы).

В 60-е гг. специалисты в области небесной механики пришли к выводу, что захват Луны на околоземную орбиту – крайне маловероятное событие. Оставалась гипотеза коаккреции, которая была разработана отечественными исследователями, учениками О.Ю. Шмидта В.С. Сафроновым и Е.Л. Рускол. Ее слабая сторона – неспособность объяснить разную плотность Луны и Земли. Изобретались хитроумные, но малоправдоподобные сценарии того, как Луна могла бы потерять избыточное железо. Когда стали известны детали химического строения и состава Луны, эта гипотеза была окончательно отвергнута. Как раз в середине 1970-х гг. появился новый сценарий образования Луны. Американские ученые А.Камерон и В. Уорд и одновременно В. Хартман и Д. Дэвис в 1975 г. предложили гипотезу образования Луны в результате катастрофического столкновения с Землей крупного космического тела, размером с Марс (гипотеза мегаимпакта). В результате огромная масса земной материи и частично материала ударника (небесного тела, столкнувшегося с Землей) расплавилась и была выброшена на околоземную орбиту. Этот материал быстро аккумулировался в компактное тело, которое стало Луной. Несмотря на кажущуюся экзотичность эта гипотеза стала общепринятой, поскольку она предлагала простое решение целого ряда проблем. Как показало компьютерное моделирование, с динамической точки зрения, столкновительный сценарий вполне осуществим. Сверх того, он дает объяснение повышенному значению углового момента системы Земля – Луна, наклону оси Земли. Легко объясняется и более низкое содержание железа в Луне, так как предполагается, что катастрофическое столкновение произошло после образования ядра Земли. Железо оказалось в основном сконцентрированным в ядре Земли, а Луна образовалась из каменного вещества земной мантии.

Рис. 1 – Столкновение Земли с небесным телом размером примерно с Марс, в результате которого произошел выброс расплавленного вещества, образовавшего Луну (гипотеза мегаимпакта).
Рисунок В.Е. Куликовского.

К середине 1970-х гг., когда на Землю доставили образцы лунного грунта, достаточно хорошо были изучены геохимические свойства Луны, и она по ряду параметров действительно показывала неплохое сходство с составом земной мантии. Поэтому такие видные геохимики, как А. Рингвуд (Австралия) и Х. Венке (Германия), поддержали гипотезу мегаимпакта. Вообще, проблема происхождения Луны из разряда астрономических перешла скорее в разряд геолого-геохимических, так как именно геохимические аргументы стали решающими в системе доказательств той или иной версии образования Луны. Эти версии различались лишь в деталях: относительные размеры Земли и ударника, каков был возраст Земли, когда произошло столкновение. Сама же ударная концепция считалась незыблемой. Между тем некоторые подробности геохимического анализа ставят под сомнение гипотезу в целом.

Проблема «летучих» и изотопного фракционирования

Вопрос дефицита железа на Луне играл решающую роль при обсуждении происхождения Луны. Другая фундаментальная проблема – сверхобедненность естественного спутника Земли летучими элементами – оставалась в тени.

Луна содержит во много раз меньше K, Na и других летучих элементов по сравнению с углистыми хондритами. Состав углистых хондритов рассматривается как наиболее близкий к первоначальному космическому веществу, из которого формировались тела Солнечной системы. В качестве «летучих» мы привычно воспринимаем соединения углерода, азота, серы и воду, которые легко испаряются при прогреве до температуры 100–200 о С. При температурах 300–500 о С, в особенности в условиях низких давлений, например, при соприкосновении с космическим вакуумом, летучесть свойственна элементам, которые мы обычно наблюдаем в составе твердых веществ. Земля тоже содержит мало летучих элементов, но Луна заметно обеднена ими даже по сравнению с Землей.

Казалось бы в этом нет ничего удивительного. Ведь в соответствии с ударной гипотезой предполагается, что Луна образовалась в результате выброса расплавленного вещества на околоземную орбиту. Понятно, что при этом часть вещества могла испариться. Все бы хорошо объяснялось, если бы не одна деталь. Дело в том, что при испарении происходит явление, называемое фракционированием изотопов. Например, углерод состоит из двух изотопов 12 С и 13 С, кислород имеет три изотопа – 16 О, 17 О и 18 О, элемент Mg содержит стабильные изотопы 24 Mg и 26 Mg и т.д. При испарении легкий изотоп опережает тяжелый, поэтому остаточное вещество должно обогатиться тяжелым изотопом того элемента, который был утрачен. Американский ученый Р. Клейтон с сотрудниками показал экспериментально, что при наблюдаемой потере калия Луной отношение 41 K/ 39 K должно было бы измениться в ней на 60‰ . При испарении 40% расплава изотопное отношение магния (26 Mg/ 24 Mg) изменилось бы на 11–13‰, а кремния (30 Si/ 28 Si) – на 8–10‰. Это очень большие сдвиги, если учесть, что современная точность измерения изотопного состава этих элементов не хуже 0.5‰. Между тем никакого сдвига изотопного состава, то есть каких-либо следов изотопного фракционирования летучих в лунном веществе не обнаружено.

Возникла драматическая ситуация. С одной стороны импактная гипотеза была провозглашена незыблемой, особенно в американской научной литературе, с другой – она не совмещалась с изотопными данными.

Р. Клейтон (1995 г.) отмечал: «Эти изотопные данные несовместимы почти со всеми предложенными механизмами обеднения летучими элементами путем испарения конденсированного вещества». Х. Джонс и Х. Палме (2000 г.) заключили, что «испарение не может рассматриваться в качестве механизма, приводящего к обеднению летучими из-за неустранимого изотопного фракционирования».

Модель образования Луны

Десять лет назад я выдвинул гипотезу, смысл которой состоял в том, что Луна сформировалась не вследствие катастрофического удара, а как двойная система одновременно с Землей в результате фрагментации облака пылевых частиц. Так образуются двойные звезды. Железо, которым Луна обеднена, было утрачено вместе с другими летучими в результате испарения.

Рис. 2 – Формирование Земли и Луны из общего пылевого диска в соответствии с гипотезой автора о происхождении Земли и Луны как двойной системы.

Но может ли в действительности возникнуть такая фрагментация при тех значениях массы, углового момента и прочего, которые имеет система Земля – Луна? Это оставалось неизвестным. Несколько исследователей объединились в группу для изучения этой проблемы. В нее вошли известные специалисты в области космической баллистики: академик Т.М. Энеев, еще в 70-е г.г. исследовавший возможность аккумуляции планетных тел путем объединения пылевых сгущений; известный математик академик В.П. Мясников (к сожалению, уже ушедший из жизни); крупный специалист в области газодинамики и суперкомпьютеров член-корреспондент РАН А.В. Забродин; доктор физико-математических наук М.С. Легкоступов; доктор химических наук Ю.И. Сидоров. Позже к нам присоединился доктор физико-математических наук, специалист в области компьютерного моделирования А.М. Кривцов из Санкт-Петербурга, внесший существенный вклад в решение проблемы. Наши усилия были направлены на решение динамической задачи образования Луны и Земли.

Однако идея утраты Луной железа в результате испарения, казалось бы, находилась в таком же противоречии с отсутствием следов изотопного фракционирования на Луне, как и импактная гипотеза. На самом деле здесь наблюдалось замечательное различие. Дело в том, что изотопное фракционирование происходит, когда изотопы необратимо покидают поверхность расплава. Тогда, вследствие большей подвижности легкого изотопа возникает кинетический изотопный эффект (приведенные выше величины изотопных сдвигов обусловлены именно этим эффектом). Но, возможна другая ситуация, когда испарение происходит в закрытой системе. В этом случае испарившаяся молекула может вновь вернуться в расплав. Тогда устанавливается некоторое равновесие между расплавом и паром. Понятно, что более летучие компоненты накапливаются в паровой фазе. Но вследствие того, что существует как прямой, так и обратный переход молекул между паром и расплавом изотопный эффект оказывается очень небольшим. Это –термодинамический изотопный эффект. При повышенных температурах он может быть пренебрежимо мал. Идея закрытой системы неприменима к расплаву, выброшенному на околоземную орбиту и испаряющемуся в космическое пространство. Но она вполне соответствует процессу, протекающему в облаке частиц. Испаряющиеся частицы окружены своим паром, и облако в целом находится в условиях закрытой системы.

Рис. 3 – Кинетический и термодинамический изотопные эффекты: а) кинетический изотопный эффект при испарении расплава приводит к обогащению пара легкими изотопами летучих элементов, а расплава – тяжелыми изотопами; б) термодинамический изотопный эффект, возникающий при равновесии между жидкостью и паром. Он может быть пренебрежимо мал при повышенных температурах; в) закрытая система частиц, окруженных своим паром. Испарившиеся частицы могут вновь возвращаться в расплав.

Предположим теперь, что облако сжимается в результате гравитации. Происходит его коллапс. Тогда перешедшая в пар часть вещества выжимается из облака, а оставшиеся частицы оказываются обедненными летучими. При этом фракционирования изотопов почти не наблюдается!

Было рассмотрено несколько версий решения динамической задачи. Наиболее удачной оказалась модель динамики частиц (вариант модели молекулярной динамики), предложенная А.М. Кривцовым.

Представим, что имеется облако частиц, каждая из которых движется в соответствии с уравнением второго закона Ньютона, как известно, включающего массу, ускорение и силу, вызывающую движение. Сила взаимодействия между каждой частицей и всеми остальными частицами f включает несколько слагаемых: гравитационное взаимодействие, упругую силу, действующую при соударении частиц (проявляется на очень малых расстояниях), и неупругую часть взаимодействия, в результате которого энергия столкновения переходит в тепло.

Необходимо было принять определенные начальные условия. Решение проводилось для облака частиц, имеющего массу системы Земля – Луна, и обладающего угловым моментом, характеризующим систему этих тел. На самом деле данные параметры для первоначального облака могли несколько отличаться как в большую, так и в меньшую сторону. Исходя из удобства компьютерного расчета, рассматривалась двумерная модель – диск c неравномерно распределенной поверхностной плотностью. С целью описать поведение реально трехмерного объекта в параметрах двумерной модели вводились критерии подобия при помощи безразмерных коэффициентов. Еще одно условие: нужно было приписать частице помимо угловой некую хаотическую скорость. Математические выкладки и некоторые другие технические подробности здесь можно опустить.

Компьютерный расчет модели, основанной на приведенных принципах и условиях, хорошо описывает коллапс облака частиц. При этом формировалось центральное тело повышенной температуры. Однако не было главного. Не происходила фрагментация облака частиц, то есть возникало одно тело, а не двойная система Земля – Луна. Вообще говоря, в этом ничего неожиданного не было. Как уже упоминалось, попытки смоделировать образование Луны путем отрыва от быстро вращающейся Земли и ранее оказывались безуспешными. Угловой момент системы Земля-Луна был недостаточен для разделения общего тела на два фрагмента. То же получилось и с облаком частиц.

Однако ситуация коренным образом изменилась, когда приняли во внимание явление испарения.

Процесс испарения с поверхности частицы вызывает эффект отталкивания. Сила этого отталкивания обратно пропорциональна квадрату расстояния от испаряющейся частицы:

где λ – коэффициент пропорциональности, учитывающий величину потока, испаряющегося с поверхности частицы; m – масса частицы.

Структура формулы, характеризующей газодинамическое отталкивание, выглядит аналогично выражению для гравитационной силы, если вместо λ подставить γ - гравитационную постоянную. Строго говоря, полного подобия этих сил нет, так как гравитационное взаимодействие является дальнодействующим, а отталкивающая сила испарения – локальной. Тем не менее, в первом приближении их можно объединить:

Отсюда получается некая эффективная постоянная γ", меньшая, чем γ.

Ясно, что уменьшение коэффициента γ приведет к появлению ротационной неустойчивости при меньших значениях углового момента. Вопрос в том, каков должен быть поток испарения, чтобы требования к начальной угловой скорости облака снизились настолько, чтобы реальный угловой момент системы Земля – Луна, оказался достаточным для появления фрагментации.

Выполненные оценки показали, что поток должен быть совсем небольшим и вписываться во вполне правдоподобные значения времени и массы. А именно, для хондр (сферических частиц, из которых состоят метеориты хондриты) размером примерно 1мм, с температурой порядка 1000 К и плотностью ~ 2 г/см 3 , поток должен составлять величину примерно 10–13 кг/м 2 с. В этом случае уменьшение массы испаряющейся частицы на 40% займет время порядка (3 - 7) 10 4 лет, что согласуется с возможным порядком 10 5 лет для временной шкалы начальной аккумуляции планетных тел. Компьютерное моделирование с использованием реальных параметров отчетливо показало появление ротационной неустойчивости, завершающейся формированием двух нагретых тел, одному из которых предстоит стать Землей, а другому – Луной.

Рис. 4 – Компьютерная модель коллапса облака испаряющихся частиц. Показаны последовательные фазы фрагментации облака (а – г) и образования двойной системы (д – е). В расчете использовались реальные параметры, характеризующие систему Земля – Луна: кинетический момент K = 3.45 10 34 кг м 2 с –1 ; общая масса Земли и Луны M = 6.05 10 24 кг, радиус твердого тела с общей массой Земли и Луны Rc = 6.41 10 6 м; гравитационная постоянная "гамма" = 6.67 10 –11 кг –1 м 3 с –2 ; начальный радиус облака R0 = 5.51 Rc; число расчетных частиц N = 10 4 , значение потока испарения 10 –13 кг м –2 с –1 , отвечающее приблизительно 40% испарению массы частиц с размером хондры порядка 1 мм в течение 10 4 – 10 5 лет. Рост температуры условно показан изменением цвета от синего к красному.

Таким образом, предложенная динамическая модель объясняет возможность возникновения двойной системы Земля – Луна. При этом испарение приводит к утрате летучих элементов в условиях практически закрытой системы, обеспечивающей отсутствие заметного изотопного эффекта.

Проблема дефицита железа

Объяснение дефицита железа на Луне по сравнению с Землей (и первичным космическим веществом – углистыми хондритами) в свое время стало наиболее убедительным аргументом в пользу импактной гипотезы. Правда и здесь у импактной гипотезы имеются трудности. Действительно, Луна содержит меньше железа, чем Земля, но больше, чем земная мантия, из которой, как считается, она образовалась. Возможно, Луна унаследовала дополнительно железо ударника. Но тогда она должна быть обогащена не только железом относительно земной мантии, но и сидерофильными элементами (W, P, Mo, Co, Cd, Ni, Pt, Re, Os и др.), сопровождающими железо. В расплавах железо-силикат они присоединяются к железной фазе. Между тем Луна обеднена сидерофильными элементами, хотя в ней больше железа, чем в земной мантии. В последних моделях, чтобы согласовать ударную гипотезу с наблюдениями, все больше увеличивают массу ударника, столкнувшегося с Землей, и делается вывод о его преобладающем вкладе в состав вещества Луны. Но здесь возникает новое осложнение для импактной гипотезы. Вещество Луны, как следует из изотопных данных, строго родственно веществу Земли. Действительно, изотопные составы образцов Луны и Земли лежат на одной линии в координатах δ 18 О и δ 17 О (отношение изотопов кислорода 17 O и 18 O к 16 O). Так ведут себя образцы, принадлежащие одному и тому же космическому телу. Образцы других космических тел занимают другие линии. До тех пор, пока Луна считалась образовавшейся из вещества мантии, совпадение изотопных характеристик свидетельствовало в пользу этой гипотезы. Однако, если вещество Луны в существенной мере образовано из вещества неизвестного небесного тела, совпадение изотопных характеристик уже не поддерживает ударную гипотезу.

Рис. 5 – Сравнительное содержание железа (Fe) и окиси железа (FeO) в Земле и Луне.

Рис. 6 – Диаграмма отношений изотопов кислорода δ 17 О и δ 18 О (δ 17 О и δ 18 О – величины, характеризующие сдвиги изотопных отношений кислорода 17 О/ 16 О и 18 О/ 16 О, относительно принятого стандарта SMOW). На этой диаграмме образцы Луны и Земли ложатся на общую линию фракционирования, что указывает на генетическое родство их состава.

Сверхобедненность Луны летучими элементами и роль испарения в динамике формирования системы Земля – Луна позволяют совершенно иначе истолковать проблемы дефицита железа.

На основании нашей модели предстоит выяснить, как возникает обедненность Луны железом, и почему Луна обеднена железом, а Земля – нет, при том, что в результате фрагментации возникают два аналогичных по условиям образования тела.

Лабораторные эксперименты показали, что железо – тоже относительно летучий элемент. Если испарять расплав, который имеет первичный хондритовый состав, то после испарения наиболее легколетучих компонентов (соединений углерода, серы и ряда других) начнут испаряться щелочные элементы (K, Na), а затем наступит очередь железа. Дальнейшее испарение приведет к улетучиванию Si, за ним Mg. В конечном счете расплав обогатится наиболее трудно летучими элементами Al, Ca, Ti. Перечисленные вещества относятся к числу породообразующих элементов. Они входят в состав минералов, слагающих основную массу (99%) пород. Другие элементы образуют примеси и второстепенные минералы.

Рис. 7 – После образования двух горячих зародышей (красные пятна), значительная часть более холодного (зеленый и синий цвет) материала исходного облака частиц остается в окружающем пространстве (размеры частиц увеличены).

Примечание: Ядро Земли (учтена его масса, составляющая 32% массы планеты) содержит, помимо железа никель и другие сидерофильные элементы, а также до 10% примеси легких элементов. Это могут быть кислород, сера, кремний, с меньшей вероятностью - примеси других элементов. Данные для Луны взяты по С. Тейлору (1979). Оценки состава Луны сильно варьируют у разных авторов. Нам представляется, что оценки С. Тейлора наиболее обоснованы (Галимов, 2004).

Луна обеднена Fe и обогащена трудно летучими элементами: Al, Ca, Ti. Более высокое содержание Si и Mg в составе Луны – это иллюзия, вызванная дефицитом железа. Если утрата летучих обусловлена процессом испарения, то содержание только наиболее трудно летучих элементов останется неизменным по отношению к исходному составу. Поэтому, чтобы производить сравнение между хондритами (CI), Землей и Луной, следует отнести все концентрации к элементу, содержание которого предполагается неизменным.

Тогда отчетливо выявляется обедненность Луны не только железом, но и кремнием и магнием. Исходя из экспериментальных данных, этого следовало ожидать при существенной потере железа в процессе испарения.

А. Хашимото (1983) подвергал испарению расплав, который изначально имел хондритовый состав. Анализ его эксперимента обнаруживает, что при 40% испарения, остаточный расплав приобретает состав, почти аналогичный лунному. Таким образом, состав Луны, в том числе наблюдаемый дефицит железа, могут быть получены при образовании спутника Земли из первичного хондритового вещества. И тогда нет необходимости в гипотезе катастрофического удара.

Асимметрия роста зародышей Земли и Луны

Остается второй из заданных выше вопросов – почему Земля не обеднена железом, а также кремнием и магнием в той же степени, что и Луна. Ответ на него потребовал решения еще одной компьютерной задачи. Прежде всего, отметим, что после фрагментации и образования в коллапсирующем облаке двух горячих тел, остается большое количество вещества в окружающем их облаке частиц. Окружающая масса вещества остается холодной по сравнению с относительно высокотемпературными консолидированными зародышами.

Рис. 8 – Компьютерное моделирование показывает, что больший из образовавшихся зародышей (красный цвет) развивается гораздо быстрее и аккумулирует большую часть оставшегося исходного облака частиц (синий цвет).

Первоначально оба фрагмента, как тот, которому предстояло стать Луной, так и тот, которому предстояло стать Землей, были обеднены летучими и железом практически в одинаковой степени. Однако компьютерное моделирование показало, что если один из фрагментов оказался (случайно) несколько большей массы, чем другой, то дальнейшая аккумуляция вещества протекает крайне асимметрично. Зародыш большего размера растет гораздо быстрее. С увеличением разницы в размерах лавинообразно возрастает различие скоростей аккумуляции вещества из оставшейся части облака. В результате зародыш меньшего размера лишь немного изменяет свой состав, в то время как зародыш большего размера (будущая Земля), аккумулирует практически все первичное вещество облака и в конечном счете приобретает состав, весьма близкий к составу первичного хондритового вещества, за исключением наиболее летучих компонентов, безвозвратно покидающих коллапсирующее облако. Заметим еще раз, что утрата летучих элементов в этом случае происходит не за счет испарения в пространстве, а за счет выжимания остаточного пара коллапсирующим облаком.

Таким образом, предложенная модель объясняет сверхобедненность Луны летучими и дефицит железа в ней. Главная особенность модели –введение в рассмотрение фактора испарения, причем в условиях, исключающих или сводящих к малым величинам фракционирование изотопов. Этим преодолевается фундаментальная трудность, с которой сталкивается гипотеза мегаимпакта. Фактор испарения впервые позволил получить математическое решение развития двойной системы Земля – Луна при реальных физических параметрах. Нам представляется, что предложенная нами новая концепция происхождения Луны из первичного вещества, а не из мантии Земли, лучше согласуется с фактами, чем американская гипотеза мегаимпакта.

Предстоящие задачи

Хотя ответы на многие вопросы были получены, еще немало их остается, и встает новая крупная проблема. Она состоит в следующем. Мы в своих расчетах исходили из того, что Земля и Луна, по крайней мере их зародыши размером 2–3 тыс. км, возникли из облака частиц. Между тем существующая теория аккумуляции планет описывает образование планетных тел как результат соударения твердых тел (планетезималей) сначала метрового, потом километрового, стокилометрового и т.д. размеров. Следовательно, наша модель требует, чтобы в течение ранней стадии развития протопланетного диска в нем возникали и росли до почти планетарной массы крупные сгущения пыли, а не ансамбль твердых тел. Если это действительно так, то речь идет не только о модели происхождения системы Земля – Луна, но и о необходимости пересмотра теории аккумуляции планет в целом.

Остаются вопросы, касающиеся следующих аспектов гипотезы:

• необходим более детальный расчет температурного профиля в коллапсирующем облаке, совмещенный с термодинамическим анализом распределения элементов в системе частица – пар на разных уровнях этого профиля (пока это не сделано, модель остается скорее качественной гипотезой);
• следует получить более строгое выражение для газодинамического отталкивания с учетом локального характера действия этой силы в отличие от гравитационного взаимодействия.
• в модели оставлен в стороне вопрос о влиянии Солнца, произвольно выбран радиус диска и не рассмотрено деформирующее влияние столкновения сгущений при формировании диска.
• для получения более строгого решения важно было бы перейти к трехмерной постановке задачи и увеличить число модельных частиц;
• необходимо рассмотреть случаи формирования двойной системы из протодиска меньшей массы, чем суммарная масса Земли и Луны, так как вполне вероятно, что процесс аккумуляции происходил в две стадии – на ранней стадии – коллапс пылевого сгущения с образованием двойной системы, а на поздней стадии – дополнительный рост за счет соударения образовавшихся к тому времени в Солнечной системе твердых тел;
• в динамической части нашей модели остается не разработанным вопрос о причине высокого значения начального момента вращения системы Земля – Луна и заметного наклона оси Земли к плоскости эклиптики, в то время как гипотеза мегаимпакта такое решение предлагает.

Ответы на эти вопросы в значительной мере зависят от общего решения упомянутой выше проблемы эволюции сгущений в протопланетном вокругсолнечном газопылевом диске.

Наконец, следует иметь в виду, что наша гипотеза предполагает некоторые элементы гетерогенной аккреции (послойное формирование небесного тела), правда в смысле, противоположном принятому. Сторонники гетерогенной аккреции предполагали, что у планет сначала тем или иным способом образуется железное ядро, а затем уже нарастает преимущественно силикатная оболочка мантии. В нашей модели первоначально возникает зародыш, обедненный железом, и лишь последующая аккумуляция приносит обогащенный железом материал. Понятно, это существенным образом видоизменяет процесс формирования ядра и связанные с ним условия фракционирования сидерофильных элементов, и другие геохимические параметры. Таким образом, предложенная концепция открывает новые аспекты исследования в динамике формирования солнечной системы и в геохимии.