Модель ударного формирования Луны

Модель ударного формирования Луны (употребляется также термин «Модель мегаимпакта»

В пользу этой гипотезы свидетельствуют бедность Луны летучими элементами, маленький размер её ядра из сернистого железа, соображения, связанные с моментом импульса системы Земля — Луна^[3], образцы лунного грунта, указывающие на то, что поверхность Луны когда-то была расплавленной, а также свидетельства подобных столкновений в других звездных системах.

Однако осталось несколько вопросов, связанных с этой гипотезой, которые так и не получили объяснения. К их числу можно отнести: отсутствие в лунных образцах ожидаемого процентного содержания летучих элементов, окисей железа или сидерофильных элементов, а также отсутствие доказательств того, что Земля когда-то имела океаны магмы, подразумеваемые этой гипотезой.

Данные, полученные в рамках программы «Аполлон», согласно которым соотношение изотопов титана в лунных образцах совпадает с земным, требуют пересмотра существующих моделей формирования Луны с учётом изотопной однородности. На данный момент существует несколько модификаций теории столкновения, которые позволяют объяснить эту однородность. В частности, Тейя могла быть массивнее, чем считалось до сих пор, или Луна могла остывать дольше^[4].

Впервые теорию гигантского столкновения выдвинули Уильям К. Хартманн^[англ.] и Дональд Р. Дэвис^[англ.] в 1975 году в статье^[5], напечатанной в журнале «Icarus».

Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения^{[источник не указан 1502 дня]}. На ней должен был образоваться большой океан магмы^[7]. Несколько процентов массы Земли были выброшены за пределы системы Земля — Луна^[8].

Помимо самого факта существования Луны, теория объясняет и дефицит в земной коре фельзических («светлых») и промежуточных пород, которых недостаточно для полного покрытия поверхности Земли. В результате мы имеем

Также предполагается, что наклон земной оси и само вращение Земли — результат именно этого столкновения.

По оценке Карстена Мюнкера и др. (2003), удар должен был произойти не менее 4,533 млрд лет назад, когда (по данным датирования методом ¹⁸²Hf-¹⁸²W) завершилось выделение земного ядра^[7][9], и Луна должна быть младше Солнечной системы лишь на около 30 млн лет^[10].

По оценке Уильяма Боттке^[англ.] и других (2015), основанной на изучении метеоритов, интерпретированных как фрагменты астероидов, сталкивавшихся с выбросами от этого удара, столкновение Земли с Тейей и образование Луны произошли около 4,47 млрд лет назад^[8].

Согласно результатам Мелани Барбони и других (2017), основанным на уран-свинцовом датировании цирконов из лунных пород, Луна была дифференцированной и в основном затвердевшей уже 4,51 млрд лет назад, и из этого следует, что «гигантское столкновение» и формирование Луны произошли в первые 60 ± 10 млн лет существования Солнечной системы^[11].

По мнению учёных, столкновение

Однако в вышедшей в 2004 году статье Эдвард Белбруно и Ричард Готт предположили, что столкнувшаяся с Землёй гипотетическая протопланета Тейя могла сформироваться в одной из точек Лагранжа системы Земля-Солнце — L₄ или L₅, а затем перейти на беспорядочную орбиту, например в результате гравитационных возмущений со стороны других планет, и ударить Землю на более-менее низкой скорости^[12].

Такой механизм существенно повышает вероятность встречи небесного тела с Землёй при требуемых параметрах столкновения.

• Для объяснения дефицита железа на Луне приходится принимать допущение, что ко времени столкновения (4,5 млрд лет назад) и на Земле, и на Тейе уже произошла гравитационная дифференциация, то есть тяжёлое железное ядро опустилось под лёгкую силикатную мантию. Однозначных геологических подтверждений этому допущению не найдено.
• В результате столкновения Земля должна была разогреться до полного выкипания океанов и утраты значительной части воды.
• В 2004 году физик Николай Горькавый предложил общую модель формирования спутников космических тел в результате астероидных бомбардировок. Столкновения Земли с космическими телами размером от десятков до сотен километров забросили часть вещества земной мантии в космическое пространство, где из него образовалась Луна^[13][14][15]. Гипотеза объясняет, откуда в лунном материале (и у полюсов Луны) вода — при ряде малых столкновений не возникало катастрофического нагрева планеты, она не теряла основную массу воды.

• Dana Mackenzie, «The Big Splat, or How Our Moon Came to Be», 2003, John Wiley & Sons, ISBN 0-471-15057-6.
• D.V.Voronin «Generation of the Moon and Some Other Celestial Bodies due to Explosion in Planet Interiors» INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOLOGY Issue 2, Vol. 1, 2007
• Алексей Левин «Прекрасная Селена» «Популярная механика» № 5, 2008

• Planetary Science Institute (англ.) — страница по теории гигантского столкновения.
• Southwest Research Institute (англ.)
• Computer modelling of the moon’s creation (англ.)
• Southwest Research Institute (англ.) — сообщение о теории происхождения Харона в результате столкновения.