Происхождение каменных планет
Тэя и Луна

Гипотетическая планета Тэя, имевшая близкий с Марсом размер (приблизительный диаметр – 6000 км), образовалась около 4,56 млрд лет назад, как и другие планеты земной группы. После захвата Тэи гравитационным полем Земли, она перешла на круговую орбиту вокруг Земли. Постепенно Тэя  приближалась к центральной планете. Начиная с некоторого расстояния от центральной планеты, известного как предел Роша, приливная сила, действующая на спутник, становится больше силы его самогравитации. Для разрушения твердой планеты необходимо, чтобы разность этих сил превысила предел прочности спутника. После погружения в область Роша на высоте 6500 км над Землей притяжение со стороны центральной планеты превысило силу тяжести спутника на величину, равную прочности его пород. Разрушение Тэи началось со стороны Земли с образованием вздутия и его раскола, после чего на земную поверхность обрушились рои осколков вздутия. Тем временем Тэя продолжала вращаться вокруг Земли, совершая полный оборот за 6 часов и приближаться к центральной планете со скоростью около 50 км за год. 4,43 млрд лет назад после 100 лет орбитального разрушения Тэя столкнулась с Землей, в результате чего из обломков полностью разрушенной Тэи и обломков уцелевшей Земли, образовалась Луна.
Вероятно, в течение нескольких столетий протолунное кольцо прошло стадию аккреции с образованием сначала нескольких десятков астероидов, а затем нескольких шарообразных планетоидов. В конечном итоге, после того как часть осколков выпала на Землю, а часть была выброшена за пределы действия земной гравитации, из оставшихся на околоземной орбите астероидов и малых планет сформировалась Луна (диаметр – 3 475 км).

Гипотеза катастрофы Тэи хорошо объясняет высокую скорость вращения Земли, которая раскрутилась в результате удара Тэи – после катастрофы Земля оборачивалась вокруг своей оси за 6 часов. Кроме того, после столкновения Земля приобрела вращение по наклонной оси. Вполне объясним по этой гипотезе и низкий наклон лунной орбиты. Также становится понятно, почему химический состав коры спутника похож на состав земной мантии и почему у Луны маленькое ядро. Столкновение произошло после того, как у Земли началось образование железо-никелевого ядра, и Луна сформировалась преимущественно из вещества мантии Земли. Осколки железного ядра Тэи, (если такое ядро имелось) могли выпасть на Землю ввиду их большой массы в процессе аккреции пост-импактного кольца.
Есть в гипотезе столкновения и слабые места: Луна обеднена летучими элементами, в том числе калием и натрием, что объясняется испарением летучих при катастрофе. Однако испарение в свободное пространство должно сопровождаться фракционированием изотопов. Остаточный расплав обогащается тяжелыми изотопами, но анализ изотопного состава вещества Луны не показывает измеримых отличий от изотопного состава вещества Земли.
Этапы геологической истории Луны имеют свои названия – этап с 4,43 до 4 млрд лет назад называется Гиппарховским периодом. Полное расплавление Луны привело к гравитационной расслоению лунного вещества. В это период формируется первичная лунная кора. Наиболее легкие породы – анортозиты (2,7 г/см3) всплыли, образовав верхний слой толщиной около 50-70км. Глубже должны были сформироваться слои расплавленного базальта (2,9 г/см3), подстилаемые снизу коматиитовыми расплавами. В центре Луны могли сохраниться остатки железоникелевого ядра Тэи.
За первый миллион лет своего существования Луна удалилась от Земли с расстояния около 26 000 км до 60 000 км. В это время толщина твердой коры не превышала 6км, и поэтому падавшие на неё метеориты от километровых размеров раскалывали лунную кору, вызывая излияния анортозитовых магм. Со временем по мере дальнейшего увеличения толщины коры, ее могли пробивать все более крупные космические тела астероидного размера (несколько десятков километров в поперечнике). В эти времена Луна окончательно приобрела сферическую форму. Приобретение сферической формы и процессы расслоения внутри Луны сопровождались мощной тектонической и магматической деятельностью. Поверхность Луны трескалась не только из-за своих внутренних движений, но и благодаря приливному действию близко расположенной Земли.
Структуры этого периода сильно разрушены и перекрыты. Среди них один из самых древних кратеров — Гиппарх.

Кратер Гиппарх диаметром 144 км и возрастом более 4 млрд лет. Средняя высота вала кратера над окружающей местностью 1690 м

Через 200 млн лет после своего образования Луна удалилась от Земли на расстояние 120 000 км. К тому времени мощность ее литосферы (коры и подстилающего слоя мантии) увеличилась до 85км. Лунная кора раскристаллизовалась с образованием так называемой материковой коры. В это время прекратился анортозитовый магматизм, а под анортозитовой корой все еще находился океан базальтовой магмы.

 

© 2021 - 2022
Александр Бабкин babkin.ag65@gmail.com