Найденный в Африке метеорит рассказал о древней катастрофе на Луне
Исследователи проанализировали лунный метеорит, обнаруженный на северо-западе Африки, и нашли в нем следы ранее неизвестного крупного астероидного удара, который произошел на Луне около 3,5 миллиарда лет назад. По словам ученых, возраст этого события примерно совпадает с датировками двух других масштабных столкновений, произошедших в тот же период на Земле и на астероиде Веста. Уникальность находки заключается в том, что свидетельства сразу нескольких столкновений сохранились в одном образце, что позволяет по-новому взглянуть на раннюю историю Солнечной системы и процессы, которые могли повлиять на возникновение жизни на Земле.
Первые миллиарды лет после формирования Земли стали временем стабилизации атмосферы, образования земной коры и океанов, а также других процессов, создавших условия для появления жизни. В это же время продолжалось формирование Солнечной системы, сопровождавшееся многочисленными столкновениями астероидов, протопланет и других крупных тел. Ученые считают, что именно такие катастрофические события сыграли важную роль в формировании планет и спутников, а также могли способствовать появлению жизни на Земле.
Согласно одной из распространенных гипотез, астероиды и кометы доставили на молодую Землю воду и химические элементы, необходимые для возникновения живых организмов. Речь идет о шести ключевых элементах — углероде, водороде, азоте, кислороде, фосфоре и сере. Однако реконструировать события того времени крайне сложно, поскольку свидетельства древнейших процессов практически не сохранились. Земная кора постоянно изменяется под воздействием эрозии, тектонических процессов, субдукции и других геологических механизмов, из-за чего древние породы редко доживают до наших дней.
По этой причине ученые до сих пор спорят о том, насколько интенсивной была метеоритная бомбардировка внутренней части Солнечной системы и ранней Земли. Планетолог Кэролин Кроу из Университета Колорадо в Боулдере отмечает, что самые ранние следы жизни на Земле относятся примерно к периоду 3,5 миллиарда лет назад. Это означает, что жизнь уже существовала и развивалась в то время. Поэтому исследователей давно интересует вопрос о том, какие космические катастрофы могли повлиять на ее зарождение и дальнейшую эволюцию. По словам ученого, понимание частоты подобных разрушительных событий является важной частью общей картины происхождения жизни.
В центре нового исследования оказался метеорит NWA 12593. Для определения его возраста специалисты использовали радиометрическое датирование, основанное на измерении скорости распада радиоактивных элементов. Полученные данные показали, что первый зафиксированный удар по Луне произошел около 3,5 миллиарда лет назад, примерно через миллиард лет после образования Солнечной системы.
Особый интерес вызвало присутствие в образце кубического диоксида циркония. Этот материал известен как популярный заменитель алмаза в ювелирном деле. Его образование требует чрезвычайно высоких температур, превышающих 2370 градусов Цельсия. Наличие такого вещества свидетельствует о том, что столкновение было настолько мощным, что привело к частичному плавлению поверхности Луны.
При этом кубический диоксид циркония крайне нестабилен после охлаждения и не смог бы долго существовать ни в условиях лунных ночей, ни на Земле. Поэтому исследователи обнаружили его не напрямую, а по продуктам последующей перекристаллизации, сохранившимся в метеорите.
Следы второго столкновения были найдены в структуре самого метеорита. Ученые выявили так называемую брекчию — породу, состоящую из множества разнородных фрагментов, спаянных между собой ударным воздействием. По мнению авторов работы, она образовалась в результате более позднего и менее масштабного удара, произошедшего в расплавленной породе, оставшейся после первого катастрофического события.
Кэролин Кроу сравнила такую структуру с куском бетона, в котором можно увидеть множество мелких камней, связанных между собой цементом. Однако в случае метеорита роль связующего материала сыграла энергия удара. В результате различные фрагменты пород смешались и сплавились в единое целое.
Третье столкновение произошло значительно позже. Именно оно выбросило фрагмент брекчии с поверхности Луны в космическое пространство, после чего этот кусок породы в конечном итоге достиг Земли и был найден в Африке.
Особенно важным оказалось совпадение возраста первого лунного удара с датировками крупных столкновений на Земле и на Весте — четвертом по величине астероиде главного пояса. Такое совпадение может свидетельствовать о том, что около 3,5 миллиарда лет назад внутренняя часть Солнечной системы переживала период повышенной ударной активности. Примечательно и то, что этот временной интервал приблизительно совпадает с эпохой появления первых известных форм жизни на Земле.
Следующим этапом работы станет более детальное изучение следов этих столкновений. Исследователи надеются уточнить картину эволюции Солнечной системы в период 3,5 миллиарда лет назад, когда число астероидов во внутренних областях постепенно сокращалось, а интенсивность столкновений начинала снижаться.
Исследование в журнале Geology.