Она могла сформироваться даже ближе к Солнцу, чем Земля
Планетологи на основе изотопного анализа построили модели источников вещества для прото-Земли и для различных вариантов массы гипотетической протопланеты Тейя, столкновение с которой, согласно распространенной гипотезе, привело к образованию Луны. Как сообщается в опубликованном в Science отчете, Тейя, как и Земля, происходит из внутренней области Солнечной системы, но сформировалась, вероятнее всего, ближе к Солнцу.
Одна из наиболее распространенных версий происхождения Луны ― модель ударного формирования ― предполагает, что естественный спутник нашей планеты возник после столкновения ранней Земли с гипотетической протопланетой Тейя. В результате этого события ― так называемого мегаимпакта, ― произошедшего около 4,5 миллиарда лет назад, фрагменты мантий обоих тел выбросило на орбиту вокруг Земли, где они и образовали Луну. Многочисленные измерения выявили близость изотопного состава земных и лунных пород по кислороду (1, 2), показали, что Земля и Луна обладают практически одинаковыми соотношениями изотопов титана, а также циркония, вольфрама и ряда других элементов. Смещений, которые свидетельствовали бы о различиях в изотопном составе ранней Земли и Тейи, найдено гораздо меньше. Так, изотопная сигнатура лунного ванадия оказалась сдвинута по отношению к земной примерно на 0,18 промилле.
В рамках модели ударного формирования большое изотопное сходство лунных и земных пород может объясняться разными причинами. Например, Земля и Тейя могли возникнуть в одной области протопланетного диска. С другой стороны, наибольшая доля вещества, затраченного на образование Луны, могла поступить из земной мантии. Наконец, вещество Земли и Тейи после столкновения, возможно, подверглось интенсивному перемешиванию. Отдать предпочтение какому-либо из вариантов трудно, и это препятствует поиску изотопного резервуара, в котором могла бы сформироваться Тейя.
Группа планетологов из Германии, США и Франции во главе с Тимо Хоппом (Timo Hopp) из Чикагского университета провела измерения изотопных соотношений железа в земных и лунных породах, а также в метеоритах классов обыкновенных и энстатитовых хондритов и редкой группы R-хондритов (румурутиитов). Считается, что происхождение таких метеоритов, в отличие от углистых хондритов, связано с внутренними областями протопланетного диска. На основе полученных данных исследователи рассчитали масс-независимые аномалии соотношений 54Fe/56Fe и 58Fe/56Fe. Объединив их с ранее полученными изотопными данными по цирконию и молибдену, ученые промоделировали изотопные аномалии этих трех элементов для примитивной мантии ранней Земли и для Тейи по отношению к валовому составу силикатной Земли (то есть за вычетом состава ядра).
Для всех образцов земных пород и трех лунных образцов изотопные соотношения железа оказались практически одинаковыми и близкими к стандартной сигнатуре, то есть к нулю (три образца лунных пород, измененные воздействием космических лучей, исключили из дальнейшего анализа). Их верхние значения попали в пределы диапазона результатов, полученных для метеоритных образцов, у которых обнаружилась небольшая положительная аномалия содержания железа-54 (около +6 ppm). Содержание железа как умеренно-сидерофильного (участвующего в образовании ядра) элемента должно отражать состав силикатной Земли на стадиях, когда ядро уже образовалось. Еще в большей мере это относится к более сидерофильному молибдену. Поэтому Хопп и его коллеги предположили, что гипотетическое столкновение с Тейей внесло в земную мантию дополнительное количество сидерофильных элементов, и их изотопные сдвиги должны быть ближе к составу Тейи, чем, например, у литофильного (то есть обладающего сродством к силикатам) циркония. Изотопные концентрации циркония, напротив, регистрируют ранние стадии аккреции прото-Земли ― до столкновения.
На основе объединенных данных ученые построили три модели изотопных аномалий Тейи и ранней Земли с учетом того, что величина метеоритных аномалий циркония-96 и молибдена-94 примерно на порядок выше, чем в валовом составе силикатной Земли. В первой модели масса столкнувшейся с Землей протопланеты составляла пять, во второй ― десять процентов, а в третьей (самой сомнительной) достигала половины массы Земли. Для каждого варианта получена оценка массового вклада вещества Тейи в земную мантию: от наименьшего (цирконий) до самого значительного (молибден). Проанализировав получившиеся зависимости, исследователи пришли к выводу, что наиболее вероятным источником вещества Тейи, как и Земли, следует считать изотопный резервуар с соотношениями, характерными для обыкновенных и энстатитовых хондритов. Он располагался во внутренней области протопланетного диска. При этом авторы исследования не исключают возможности формирования Тейи, как более богатого изотопами тяжелых элементов тела, в более близких к Солнцу областях диска.
По информации https://nplus1.ru/news/2025/11/20/formation-of-theia
