A Hold becsapódási kialakulásának modellje

A Hold becsapódási képződésének modellje (a „Model of a megaimpact” [1] [2] kifejezést is használják , az „Óriás ütközés” (az angol.  Giant impact ) stb.) általános hipotézis a kialakulására vonatkozóan. a Holdról . E modell szerint a Hold egy fiatal Föld és a Marshoz hasonló méretű objektum ütközésének eredményeként keletkezett [3] . Ezt a hipotetikus objektumot néha Theiának hívják , az egyik Titanide nővér , Helios , Eos és Selene (a Hold) anyja után.

Ezt a hipotézist alátámasztják a Hold illékony elemekben való szegénysége, vas-szulfid magjának kis mérete, a Föld-Hold rendszer szögimpulzusával kapcsolatos megfontolások [3] , holdi talajminták, amelyek arra utalnak, hogy a Hold felszíne egyszer megolvadt, és bizonyítékok más csillagrendszerekben történt hasonló ütközésekre is.

Ezzel a hipotézissel kapcsolatban azonban több olyan kérdés is felmerül, amelyek nem kaptak magyarázatot. Ezek a következők: az illékony anyagok, vas-oxidok vagy sziderofilek várható százalékos arányának hiánya a holdmintákban , valamint a bizonyítékok hiánya arra vonatkozóan, hogy a Földön valaha is voltak magma -óceánok , amit ez a hipotézis feltételez.

Az Apollo-program keretében nyert adatok , amelyek szerint a holdi mintákban a titán izotópjainak aránya egybeesik a földivel, a Hold kialakulására vonatkozó meglévő modellek felülvizsgálatát teszik szükségessé, figyelembe véve az izotóp homogenitását. Jelenleg az ütközéselméletnek számos olyan módosítása létezik, amelyek lehetővé teszik ennek a homogenitásnak a magyarázatát. Különösen a Theia lehet nagyobb tömegű, mint azt korábban gondolták, vagy a Hold tovább hűlhet [4] .

Az óriási hatáselméletet először William K. Hartmann és Donald R. Davis terjesztette elő 1975-ben az Icarus folyóiratban megjelent cikkben [5] .

Ütközési forgatókönyv

Nem sokkal kialakulása után a Föld összeütközött a Theia protobolygóval. Az ütés nem középen, hanem szögben (majdnem érintőlegesen) esett. Ennek eredményeként a bolygók magjai összeolvadtak, és szilikát köpenyük töredékei a Föld-közeli pályára löktek [7] . A proto-hold ezekből a töredékekből gyűlt össze, és körülbelül 60 000 km -es sugarú körben kezdett keringeni .

Az ütközés következtében a Föld forgási sebessége meredeken megnövekedett (egy fordulat 5 óra alatt) és a forgástengely észrevehető dőlésszöge . . Egy nagy magmaóceánnak kellett volna kialakulnia rajta [7] . A Föld tömegének több százaléka kidobódott a Föld-Hold rendszerből [8] .

Egy ilyen ütközésről tanúskodnak az Apollo űrszonda legénysége által gyűjtött holdkőzetminták , amelyek oxigénizotóp -összetételében szinte megegyeznek a földköpeny anyagával . . E minták kémiai vizsgálata során sem illékony vegyületeket , sem könnyű elemeket nem találtak ; feltételezik, hogy ezek a kőzetek kialakulását kísérő rendkívül erős melegítés során "elgőzölögtek" . A Holdon a szeizmometria megmérte a vas - nikkel magjának méretét , amely kisebbnek bizonyult, mint a Hold keletkezésére vonatkozó egyéb hipotézisek (például a Hold és a Föld egyidejű kialakulásának hipotézise). Ugyanakkor a mag ilyen kis mérete jól illeszkedik az ütközéselméletbe, amelyben úgy vélik, hogy a Hold elsősorban a becsapódás során kilökődő Földköpeny könnyebb anyagából és a vele ütköző testből keletkezett, miközben ennek a testnek a nehéz magja elsüllyedt és egyesült a föld magjával.

Az elmélet a Hold létezésének tényén túlmenően megmagyarázza a felzikus ("könnyű") és a közbenső kőzetek földkéregének hiányát is, amelyek nem elegendőek a Föld felszínének teljes befedéséhez. Ennek eredményeként vannak viszonylag könnyű felzikus kőzetekből álló kontinenseink és sötétebb, nehezebb fémtartalmú kőzetekből álló óceáni medencéink . A kőzetek összetételének ilyen különbsége víz jelenlétében lehetővé teszi a földkérget alkotó litoszféra lemezek tektonikus mozgásrendszerének működését .

Azt is feltételezik, hogy a Föld tengelyének dőlése és maga a Föld forgása ennek a konkrét ütközésnek az eredménye.

Az ütközés dátuma

Carsten Münker és munkatársai (2003) szerint a becsapódásnak legalább 4,533 milliárd évvel ezelőtt kellett bekövetkeznie, amikor (a kormeghatározási módszer szerint 182 Hf- 182 W) a Föld magjának szétválása [7] [9] befejeződött. , és a Holdnak fiatalabbnak kellett lennie, mint A Naprendszer mindössze körülbelül 30 millió éves [10] .

William Bottke és az ebből a becsapódásból származó aszteroidák töredékeiként értelmezett meteoritok vizsgálata alapján úgy becsülték, hogy a Föld-Theia ütközés és a Hold kialakulása körülbelül 4,47 milliárd évvel ezelőtt történt [8] .

Melanie Barboni és munkatársai (2017) eredményei szerint a holdi kőzetekből származó cirkonok urán-ólom kormeghatározása alapján a Hold már 4,51 Ga-nál differenciált és többnyire megszilárdult, és ebből az következik, hogy az "óriás becsapódás" és a kialakulás a Hold a Naprendszer fennállásának első 60 ± 10 millió évében fordult elő [11] .

Theia

Egyesek szerint[ kit? ] , egy Mars méretű test ütközése a Földdel olyan szögben , hogy a bolygót ne pusztítsa el , kombinálva a Föld tengelyének „szerencsés” dőlésszögével (ami biztosítja az évszakváltást ), plusz a az erőteljes litoszférikus tektonika feltételeinek megteremtése (amely biztosítja a „szénciklus” újratermelődését ) - mindez érv lehet az élet megjelenésének általában alacsony valószínűsége, és ennek megfelelően a rendkívül alacsony valószínűsége mellett. az élet létezése az Univerzum legközelebbi régióiban. Ezt a hipotézist " egyedülálló Föld hipotézisnek " nevezték.

Egy 2004 -ben megjelent tanulmányban azonban Edward Belbruno és Richard Gott azt javasolta, hogy a Theia feltételezett protobolygó, amely a Földdel ütközött, a Föld - Nap  -L 4 vagy L 5 rendszer Lagrange egyik pontján keletkezhetett , majd rendetlen pályára kerül, például más bolygók gravitációs perturbációi következtében, és többé-kevésbé kis sebességgel ütközik a Földnek [12] .

Egy ilyen mechanizmus jelentősen megnöveli annak valószínűségét, hogy egy égitest találkozzon a Földdel a szükséges ütközési paraméterek mellett. Dr. Robin Canap 2005 - ös szimulációja kimutatta, hogy a Plútó Charon holdja is létrejöhetett körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt a Plútó és a Kuiper-öv egy másik , 1600-2000 km átmérőjű testének ütközéséből , amely 1 km-es sebességgel érte el a bolygót. /s. Canap azt sugallja, hogy a bolygóműholdak ilyen képződési folyamata gyakori lehetett a fiatal Naprendszerben . Az ilyen instabil pályán lévő bolygók a bolygórendszer kialakulása után nagyon gyorsan eltűnnek, és a jelenlegi bolygók forgása ezzel a mechanizmussal magyarázható.

Ebben az esetben az „egyedülálló földi hipotézis” a bolygónak a csillagrendszerünkben elfoglalt megfelelő helyzetére, a felszínen nagy mennyiségű folyékony vízre és egy alacsony pályán lévő nehéz műholdra vonatkozik, amely stabilizálja a Föld tengelyét, és óriási dagályokat hoz létre. és egymilliárd évig keveri az óceán tartalmát .

Jegyzetek

  1. ↑ Vityazev A.V., Pechernikova G.V., Safronov V.S. Földi bolygók. - A tudomány. - M. , 1990. - S. 200-201. — ISBN 5-02-014070-8 .
  2. ↑ Levin A. Gyönyörű Selena . Letöltve: 2011. július 4. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 25..
  3. ↑ 1 2 Herwartz D., Pack A., Friedrichs B., Bischoff A. Theia óriás impaktor azonosítása holdkőzetekben // Tudomány. - 2014. - Kt. 344, 6188. sz . - P. 1146-1150. - doi : 10.1126/tudomány.1251117 . - Irodai . — PMID 24904162 .
  4. ↑ A Hold becsapódási kialakulásának hipotézise megkérdőjeleződött . Letöltve: 2020. június 23. Az eredetiből archiválva : 2021. április 12.
  5. ↑ Hartmann WK, Davis DR (1975). "Műhold méretű planetezimálok és a Hold eredete". Ikarosz . 24 (4): 504-514. Bibcode : 1975Icar...24..504H . DOI : 10.1016/0019-1035(75)90070-6 .
  6. ↑ Ross, MN A holdpálya fejlődése hőmérséklet- és frekvenciafüggő disszipációval : [ eng. ]  / MN Ross, G. Schubert // Journal of Geophysical Research. - 1989. - 1. évf. 94. sz. B7. — P. 9533–9544. - doi : 10.1029/JB094iB07p09533 .
  7. ↑ 1 2 3 Münker C., Pfänder JA, Weyer S. et al. A bolygómagok és a Föld-Hold rendszer evolúciója az Nb/Ta rendszertanból // Tudomány. - 2003. - 20. évf. 301, 5629. sz . - P. 84-87. - doi : 10.1126/tudomány.1084662 . - . — PMID 12843390 .
  8. ↑ 1 2 Bottke WF, Vokrouhlicky D., Marchi S. et al. A Holdképző becsapódási esemény datálása aszteroidameteoritokkal  // Tudomány. - 2015. - Kt. 348, 6232. sz . - P. 321-323. - doi : 10.1126/science.aaa0602 . — . — PMID 25883354 .
  9. ↑ Münker C., Pfänder JA, Büchl A., Weyer S., Mezger K. Formation of Planetary Cores and Timing of Moon separation: constraints from high precision Nb/Tameters in meteorites and terrestrial samples // EGS - AGU - EUG Joint Assembly, Absztraktok a 2003. április 6-11-én Nizzában (Franciaország) tartott ülésről, absztrakt id.12002. - 2003. - .
  10. ↑ Kleine T., Münker C., Mezger K., Palme H. Rapid accretion and early core formation on asteroids and theterrestrial planets from Hf–W chronometry // Nature. - 2002. - 20. évf. 418, 6901. sz . - P. 952-955. - doi : 10.1038/nature00982 . — . — PMID 12198541 .
  11. ↑ Barboni M., Boehnke P., Keller B. et al. A Hold korai kialakulása 4,51 milliárd évvel ezelőtt  // Science Advances. - 2017. - Kt. 3, 1. sz . - doi : 10.1126/sciadv.1602365 . — Iránykód .
  12. ↑ [https://web.archive.org/web/20200609095612/https://arxiv.org/abs/astro-ph/0405372 Archiválva : 2020. június 9. a Wayback Machine -nél [astro-ph/0405372] Where Did The A Hold jön?]

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
 Hold
Sajátosságok
Hold keringése
Felület
Holdtan
Tanulmány
Egyéb
 föld
A Föld története Föld bolygó
A Föld fizikai tulajdonságai
A Föld héjai
Földrajz
és geológia
Környezet
Lásd még
  • " Természet " kategória
  • "Tudomány" portál