Колко от луните на Земята са паднали върху нея?

В продължение на десетилетия учените спорят как Земята е придобила единствения си спътник – Луната. Докато някои твърдят, че Луната се е образувала от материал, изгубен от Земята поради центробежната сила или е била „заловена“ от земната гравитация, най-широко приетата теория е, че тя се е формирала преди около 4,5 милиарда години, когато се е сблъскала с първообраза на днешната ни планета, прото – Земята (известна още като хипотезата за гигантския удар).

Но тъй като прото – Земята е имала много случаи на гигантски въздействия и удари, няколко луни са се оформили в орбита около нея. Тогава възниква въпросът – какво е станало с тези луни?

Екип от международни учения стига до извода, че тези многобройни луни с относително по-малки размери, най-вероятно са се сринали на Земята, оставяйки в орбита само тази, която виждаме днес.

Изследването, озаглавено „Падащи луни: Сблъсъци между Земята и нейните луни в миналото“, наскоро се появи онлайн и в момента се подготвя за публикуване от Месечните известия на Кралското астрономическо дружество, Великобритания. Автори на изследването са Ури Маламуд, от Израелският технологичен институт Технион и учени от университета в Тюбинген, Германия и Виенския университет.

В изследването, д-р Маламуд и неговите колеги приемат, че Земята в най-ранната си форма, е преживяла многобройни гигантски въздействия и сблъсъци, предшествали сблъсъка с Тея (Theia), хипотетичната прото-планета сблъскала се със Земята преди 4.5 милиарда години, в резултат на което се формирала Луната. Всеки един от сблъсъците преди този с Тея, би имал потенциала да образува луни, които биха се интегрирали гравитационно с прото – Земята.

В крайна сметка подобен процес би довел до сливане на луни, до изхвърляне на луни от земната орбита или до луни, падащи на земната повърхност. Според д-р Маламуд и неговите колеги, най-вероятна е последната възможност, а тя е и най-малко анализираната от учените. Нещо повече, тази възможност може да има драстично въздействие върху геоложката история и еволюцията на Земята.

„В сегашното разбиране за образуването на планетата, късните стадии на разрастване на планетата са били предизвикани от много гигантски сблъсъци между планетни ембриони. При такива сблъсъци се откъсват значителни парчета от небесните тела, които от своя страна могат да станат луни. Като се има предвид степента на такива сблъсъци и еволюцията на луните, най-вероятно съществуването на множество спътници на Земята и взаимодействието помежду им и със Земята, ще доведе до падане на тези парчета на земната повърхност. Това е присъща, неизбежна част от теорията за формирането на Земята“, пише д-р Маламуд в изданието Universe Today.

Но тъй като Земята е геологично активна планета и защото нейната гъста атмосфера води до естествено оросяване на повърхността й и до ерозия, повърхността се променя драстично с течение на времето. Затова е трудно да се определят ефектите от събитията, настъпили в най-ранните периоди на Земята, започнали преди 4.6 милиарда години с началото на формирането на Земята и завършили преди 4 милиарда години.

За да се провери дали са възможни такива многобройни въздействия по време на формирането на Земята, които да са довели до образуването на многобройни луни обикалящи около Земята, които в крайна сметка са паднали на повърхността й, екипът е извършил серия от компютърни симулации.

Те разглеждат редица варианти с различна маса на луните, с различни ъгли на удар при сблъсъка с прото – Земята и различни първоначални скорости на ротация на прото – Земята. Учените стигат до извода, че падането на луни на Земята в миналото, е променило скоростта на въртене на прото – Земята, което е довело до сегашния ротационен период на Земята от 23 часа, 56 минути и 4.1 секунди.

Както обяснява Маламуд: „Нашите резултати показват, че в случай на падане на луна на земната повърхност, разпространението на материала от луната не е равномерно върху Земята и затова подобни сблъсъци могат да доведат до асиметрии и нехомогенност на състава на земната повърхност. Както обсъждаме в доклада, всъщност съществуват възможни доказателства за последното – падането на луни на земната повърхност може потенциално да обяснят изотопните хетерогенности в силно сидерофилни елементи в земните скали. По принцип сблъсъкът с паднала на повърхността на Земята луна може да доведе до създаването на мащабна геологическа структура на Земята и ние спекулирахме, че такъв ефект би могъл да допринесе за формирането на най-ранния супер континент на Земята. Този аспект обаче е по-спекулативен и е трудно да се потвърди пряко, предвид геоложката еволюция на Земята от тези ранни времена „.

Това проучване ефективно разширява настоящата и широко популярна хипотеза за гигантския удар. Според тази теория Луната се формира през първите 10 до 100 милиона години от съществуването на Слънчевата система, когато планетите все още се образуват. По време на последните етапи на този период се смята, че тези планети (Меркурий, Венера, Земя и Марс) са се разраснали главно чрез въздействия с големи планетарни ембриони.

Тази парадигма обаче не разглежда въздействията, които са се случили преди пристигането на Тея и формирането на единствения спътник на Земята. В резултат на това д-р Маламуд и колегите му твърдят, че той е изключен от по-широката картина на формирането на нашата планета.

Като се вземат предвид потенциалните сблъсъци, които предшестват формирането на Луната, учените може да получат по-пълна картина за това как и Земята, и Луната са се развили с течение на времето. Тези открития биха могли да имат и последици, когато става дума за проучване на други планети и луни в Слънчевата система. Както посочва д-р Маламуд, вече има убедителни доказателства, че мащабни сблъсъци са повлияли на еволюцията на тези планети и техните луни.

„На други планети виждаме доказателства за много големи въздействия и удари, които са създали топографски особености на планетата, като така наречената „дихотомия на Марс“ и вероятно дихотомията на повърхността на Харон“, казва Маламуд. „Най-вероятно те са възникнали от широкомащабни въздействия от удар. Падналите на земната повърхност луни са естествени предшественици на такива въздействия, но не може да се изключат и някои други големи въздействия от астероиди, които биха могли да предизвикат подобни ефекти. “

Съществува и възможност такива сблъсъци да се случват в далечното бъдеще на планети от Слънчевата система. Според настоящи оценки, луната на Марс, Фобос, в бъдеще ще се срине на повърхността на планетата. Това е доказателство, според учените, че подобни удари от падащи луни са се случвали в миналото и ще се случат отново в бъдеще.

Накратко, историята на ранната Слънчева система е била наситена от катаклизми и нейното създаване е произтичало обикновено след силни сблъсъци. Чрез по-пълната картина на това, как тези въздействия засягат еволюцията на планетите в Слънчевата система, можем да придобием нов поглед върху тяхното формиране. Това, от своя страна, може да ни помогне да знаем повече за такива планети и извън нашата слънчева система, пише изданието Universe Today.