Теория Гигантского столкновения

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Тео́рия Гига́нтского столкнове́ния (или теория «Большого Всплеска», Big Splash) — в настоящее время господствующая теория формирования Луны в результате столкновения молодой Земли и объекта, по размерам сходного с Марсом. Этот гипотетический объект иногда называют Тейя. Впервые теорию Гигантского столкновения выдвинули Уильям К. Хартманн и Дональд Р. Дэвис в 1975 году в статье, напечатанной в журнале «Icarus».

[править] Сценарий столкновения

4,533 миллиарда лет назад, вскоре после формирования Земли, планетезималь размером с Марс (примерно 1/10 массы Земли) ударила Землю под косым углом к земной поверхности. В результате столкновения ударившееся тело разрушилось, а бо́льшая его часть, вместе со значительным количеством фельзических пород земной мантии, была выброшена в околоземное пространство. Часть этого вещества затем собралась вместе из кольца вращающихся вокруг Земли выброшенных обломков, образовав Луну. По данным, полученным при компьютерном моделировании этого события, предполагается, что Луна обрела сферическую форму между одним и ста годами после столкновения.

Свидетельство такого столкновения дают собранные экипажами «Аполлонов» образцы лунных пород, которые по составу изотопов кислорода почти идентичны веществу земной мантии. Химическое исследование этих образцов обнаружило почти полное отсутствие летучих соединений и лёгких элементов, поэтому было предположено, что данные породы образовались в результате чрезвычайно сильного нагрева, который их и «выпарил». Сейсмометрами на Луне были измерены размеры её железо-никелевого ядра, которое оказалось меньше, чем требуют другие гипотезы образования Луны (например, гипотеза одновременного формирования Луны и Земли). Ядро таких малых размеров хорошо вписывается в теорию столкновения, которая считает, что Луна сформировалась в основном из вещества земной мантии и частично из мантии ударившегося тела. Ядро этого тела, как предполагается, погрузилось и слилось с ядром Земли.

Помимо самого факта существования Луны (главного «плода» этого столкновения), теория объясняет и факт дефицита в земной коре «светлых» (т. н. фельзических) и промежуточных пород, которых недостает для полного покрытия поверхности Земли. В результате мы имеем материки, состоящие из относительно легких фельзических пород, и океанские бассейны, состоящие из более тёмных и более тяжёлых металлосодержащих пород. Такая разница в составе пород, в сочетании с наличием воды, позволяет функционировать системе тектонического движения литосферных плит, образующих земную кору.

Также предполагается, что наклон земной оси и само вращение Земли возникли именно в результате данного столкновения.

[править] Тейя

Тейя сформировалась в точке Лагранжа L4, затем перешла на хаотическую орбиту, приблизилась к Земле и столкнулась с нею. Одна «петля» орбиты занимает один год. Земля показана неподвижной (вращающаяся система отсчета)

Очевидная маловероятность столкновения тела марсовых размеров с Землей (притом точно под таким углом, чтобы не разрушить планету), в сочетании с возникшим удачным углом наклона земной оси (который обеспечивает смену сезонов), плюс создание условий для мощной литосферной тектоники (которая обеспечивает воспроизводство «углеродного цикла»), — всё это, по мнению некоторых, может объяснить уникальность существования жизни на Земле по сравнению с явной её нераспространённостью во Вселенной. Эта гипотеза получила название «Уникальной Земли» (Rare Earth).

Однако, в недавно вышедшей статье Эдвард Белбруно и Ричард Готт предположили, что столкнувшаяся с Землей гипотетическая протопланета Тейя могла сформироваться в одной из точек Лагранжа системы Земля-Солнце — L₄ или L₅, а затем перейти на беспорядочную орбиту и ударить Землю на более-менее низкой скорости. Такой механизм существенно повышает вероятность встречи небесного тела с Землёй при требуемых параметрах столкновения.

Моделирование, проведенное в 2005 году д-ром Робин Кэнап, показало, что спутник Плутона Харон мог также образоваться около 4,5 миллиардов лет назад от столкновения Плутона с другим телом из пояса Койпера, диаметром от 1600 до 2000 км, которое ударило планету на скорости 1 км/с. Кэнап предполагает, что такой процесс формирования спутников планет мог быть обычным делом в молодой Солнечной системе.

[править] См.также

Происхождение Луны — сравнительный обзор выдвигавшихся гипотез происхождения Луны.

[править] Литература

Первый вариант настоящей статьи является переводом аналогичной статьи из англоязычной Википедии. В оригинальной статье были указаны следующие источники информации:

• Dana Mackenzie, «The Big Splat, or How Our Moon Came to Be», 2003, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-15057-6.

[править] Ссылки

• Planetary Science Institute — страница по теории Гигантского столкновения. Хартманн и Дэвис работали в данном институте.
• Southwest Research Institute
• Computer modelling of the moon’s creation
• Southwest Research Institute — сообщение о теории происхождения Харона в результате столкновения.