Луна. История будущего

Теория гигантского столкновения — именно так стали называть историю Тейи и Теллуса — давала внеземную предпосылку появления Луны, а также объясняла все то, что не могли объяснить другие теории. Согласно ей, фрагмент протоземной мантии с характерными изотопными отношениями вылетел на орбиту, не имея железного ядра. Он растянулся и расплавился, что привело к выжиганию всех летучих веществ, в результате чего получился обезвоженный продукт. Теория даже объясняла, почему у системы Земля — Луна был изначально высокий момент импульса. Ударив Теллус не по центру, Тейя приложила к нему огромный момент силы, создав планету, которая очень быстро закрутилась вокруг своей оси, и Луну, которая за миллиарды лет приливного торможения смогла замедлить ее вращение.

Сформулированная после миссий «Аполлонов» при участии Билла Хартманна, первым обратившего внимание на повсеместное распространение круглых ударных бассейнов, и Дона Дэвиса, который помог «Аполлону-13» без проблем вернуться на Землю, теория гигантского столкновения получила широкое признание в середине 1980-х годов. Ранние модели суперкомпьютеров, в ряде которых использовался код, написанный для изучения воздействия ядерного оружия, помогали обрисовать, что могло произойти, и картина получалась одновременно чарующей и подтвердительной. Однако основной залог успеха теории — ее огромная объясняющая способность и отсутствие серьезных конкурентов. Мысль о том, что Луна, пролетая мимо, оказалась втянутой на орбиту Земли, то есть гипотеза захвата, ни тогда, ни сейчас не могла рассматриваться без серьезных допущений, а также не объясняла сходство тел. Гипотеза совместного образования, гласившая, что тела сформировались вместе, объясняла их сходства, но не объясняла различия, в частности отсутствие ядра и летучих веществ на Луне. Она также не помогала понять, откуда возник момент импульса. Гипотезе разделения не хватало механизма для разделения одной планеты на две.

Более того, теория гигантского столкновения помогала объяснить одно из главных открытий, сделанных в рамках программы «Аполлон». В то время как темные равнины морей состояли из базальта, более светлые возвышенности состояли из анортозита — горной породы, в которой преобладает кальциевый плагиоклаз, минерал из группы полевых шпатов, пожалуй, лучше всего известный нам как светлые некварцевые вкрапления в гранитных кухонных панелях. Если взять горячую магму из земной мантии и позволить ей остыть при низком давлении, кальциевый плагиоклаз станет первым минералом, который кристаллизуется в твердое состояние[44].

Если Луна сформировалась из скопившихся на орбите осколков гигантского столкновения, то в начале жизни она была покрыта океаном магмы — горячим слоем жидкой породы глубиной в несколько сотен километров. (После столкновения Земля тоже должна была покрыться таким океаном магмы, но он, вероятно, был примерно в десять раз мельче и, возможно, занимал не всю поверхность, а только ее часть.) Остывая, океан замерзал не по нисходящей, как утверждал Несмит. Кристаллизация минералов началась на глубине, и первыми затвердели плагиоклазы. Они были легче окружающей их магмы, а потому всплывали бы на поверхность. Таким образом, океан магмы покрылся бы корой, в основном состоящей из кальциевого плагиоклаза.

Поскольку на Луне, которая была невелика и остывала быстро, не сформировался механизм избавления от коры, эта изначальная кора оставалась неизменной, если только не рушилась при столкновениях и не покрывалась более поздними, более темными базальтовыми породами. Возраст одного из образцов почти чистого плагиоклаза с возвышенности, привезенный астронавтами «Аполлона», составлял 4,46 миллиарда лет, то есть он был менее чем на 100 миллионов лет моложе Земли и Луны.

Однако при всей своей объясняющей ценности — не говоря уже о драматичности — в последнее десятилетие теория гигантского столкновения встретилась с рядом проблем. Последующие исследования лунных пород с использованием все более точных техник для выяснения все более мелких нюансов их изотопного состава показали, что они не просто в достаточной степени схожи с земными породами. В некоторых отношениях они практически идентичны им. В то же время более точные компьютерные модели столкновения продемонстрировали, что большая часть породы, оставшейся на орбите, должна была изначально принадлежать Тейе, а не Теллусу. Если учесть идентичные соотношения изотопов кислорода — а также проводимые сегодня очень точные и схожие оценки содержания изотопов других элементов, — то Тейя должна была состоять из пород, удивительно похожих на породы, из которых состоял Теллус. Если они были идентичны изначально, объясняющая сила теории об их столкновении притуплялась.