Луна. История будущего

Мантии срослись не полностью. Когда Тейя нанесла свой сокрушительный удар, часть ее мантии влилась в мантию планеты, с которой она столкнулась, но другая часть устремилась вперед, сдвигая слой мантии Теллуса, подобно ножу бульдозера. По-прежнему двигаясь со скоростью, составляющей более половины изначальной скорости Тейи, нож и отвал вылетели в космос. Многое упало назад. Многое не упало. Часть породы улетела на достаточное расстояние, чтобы сформировать недолговечный пояс вокруг Солнца. Но многое осталось на орбите поврежденной, меняющейся планеты. Именно из этих задержавшихся на орбите раскаленных фрагментов выросла Луна.

Расплавленная Земля терзается под расплавленным небом. Добро пожаловать в катархей.

* * *

Как столь экстравагантный сценарий стал самой общепризнанной версией происхождения Луны — пускай она и оставляет без ответа ряд важных вопросов? Широкое распространение эта теория получила в 1970-е и 1980-е годы — в основном благодаря знаниям, добытым «Аполлонами». Существует три изотопа кислорода. Принесенные «Аполлонами» образцы быстро показали, что соотношение этих изотопов в лунных породах схоже с их соотношением в породах земных — и сильно отличается от показателей, характерных для астероидов или марсианских пород (которые иногда падают на Землю в форме метеоритов, отброшенные со своей планеты при гораздо более серьезных столкновениях). Эти изотопные отношения показывают, в какой области огромного диска времен эона хаоса сформировались конкретные породы. Идентичные изотопные отношения намекали, что Земля и Луна сформировались в одной области.

Анализ образцов, доставленных «Аполлонами», также показал, что лунные породы очень бедны летучими веществами — водой, угарным газом, азотом, серой и другими легкими элементами. Данные сейсмографов, которые астронавты установили на поверхности, и осуществленные на орбите измерения лунного гравитационного поля демонстрировали, что если у Луны и есть железное ядро, то оно весьма невелико. Однако, если Луна сформировалась там же, где Земля, — а следовательно, как можно предположить, по тому же механизму и из тех же пород, — как такое возможно? Почему на ней так мало летучих веществ, которыми богата Земля? Почему у нее, в отличие от Земли, не сформировалось большое плотное ядро? У Марса и Венеры есть такие ядра. Ядро Меркурия — самой маленькой, но самой плотной планеты — занимает более половины его объема.

Иными словами, по своему составу Луна не казалась самостоятельной планетой. Она напоминала фрагмент земной мантии, который каким-то образом вылетел на орбиту, не имея никакого ядра.

Впервые о таком делении заговорил Джордж Дарвин, сын Чарльза Дарвина. Его интересовала задержка вращения Земли, вызванная приливными горбами, возникающими под действием Луны. Вращаясь под приливным горбом, который остается неподвижным, вызывая приливы и отливы в мелких морях и перемещая воды великих океанов, Земля постоянно теряет энергию из-за трения, в результате чего ее вращение замедляется, а поводок, на котором она держит Луну, становится длиннее.

Это объясняется сохранением момента импульса — свойства тел, или систем, которое зависит от распределения их массы и скорости вращения. Если масса сдвигается ближе к оси вращения тела, то при сохранении момента импульса вращение ускоряется, а если дальше от оси — замедляется. Недооцененным побочным эффектом научного прогресса можно считать тот факт, что фигурное катание, которое изначально практиковалось на замерзшем болоте у Кембриджа, чтобы продемонстрировать этот феномен[42], стало очень популярным видом спорта.

Изменить момент импульса можно лишь с помощью момента силы, то есть силы, прилагаемой со смещением относительно центра тела с целью изменить характер его вращения. В отсутствие момента силы, приложенного к системе извне, момент импульса системы остается неизменным.

Этот принцип применим к системе Земля — Луна, связанной гравитацией. Когда фигуристка расправляет руку, вращение ее тела замедляется. Таким образом, потеря энергии из-за приливов означает, что земные дни становятся длиннее, а в прошлом Луна, должно быть, находилась ближе. Рассчитав скорость ее удаления, Дарвин увидел, что около 54 миллионов лет назад два небесных тела были бы одним. На основании этого он сделал вывод о существовании единого тела, которое при очень быстром вращении раскололось надвое. Задолго до того, как это объяснили тектоникой плит, сторонники идеи Дарвина утверждали, что огромное, условно круглое углубление, ныне скрытое под водами Тихого океана, есть не что иное, как место, откуда была извергнута Луна[43]. Однако никто не мог понять, почему планета вообще раскололась.