Есть еще очень много того, чего мы не знаем о формировании Луны. Считается, что она образовалась в результате сильного столкновения Земли с планетой размером с Марс, называемой Тейя. Когда это произошло, однако, немного неясно, но новый анализ кристаллов в камнях, собранных астронавтами Аполлона-17, предполагает, что Луна на 40 миллионов лет старше предыдущих оценок. Таким образом, возраст Луны составляет 4,46 миллиарда лет назад – лишь немного моложе Земли. Исследование опубликовано в журнале Geochemical Perspectives Letters.
Ученые изучали лунную пыль, собранную астронавтами в 1972 году. В ней находились нанокристаллы, образовавшиеся, как только Луна начала остывать.
«Эти кристаллы — древнейшие из известных твердых тел, образовавшиеся после гигантского удара. И поскольку мы знаем, сколько лет этим кристаллам, они служат якорем для лунной хронологии», — сказал старший автор исследования профессор Филипп Хек из Филдового музея и Чикагского университета. «Когда поверхность была расплавлена таким образом, кристаллы циркона не могли сформироваться и выжить. Таким образом, любые кристаллы на поверхности Луны должны были образоваться после того, как этот лунный океан магмы остыл. В противном случае они были бы расплавлены, а их химические характеристики были бы стерты».
Чтобы определить возраст этих нанокристаллов циркона, команде нужно было измерить, сколько урана и свинца содержится в образцах. Уран с течением времени превращается в свинец и, взглянув на пропорции, учёные могут определить, сколько лет кристаллу. Но первый шаг — извлечь атомы. Этот подход называется атомно-зондовой томографией.
«В атомно-зондовой томографии мы начинаем с заострения части лунного образца до очень острого кончика, используя сфокусированный ионно-лучевой микроскоп, почти как очень причудливую точилку для карандашей», — объяснила соавтор исследования Дженника Грир. «Затем мы используем УФ-лазеры для испарения атомов с поверхности этого наконечника. Атомы проходят через масс-спектрометр, и скорость их движения говорит нам о том, насколько они тяжелы, а это, в свою очередь, говорит нам, из чего они сделаны».
Как только состав образца был установлен и команда измерила количество атомов, они смогли определить возраст кристалла и, следовательно, Луны. Этот метод известен как радиометрическое датирование.
«Радиометрическое датирование работает как песочные часы», — сказал Хек. «В песочных часах песок перетекает из одной стеклянной колбы в другую, причем течение времени определяется скоплением песка в нижней колбе. Радиометрическое датирование работает аналогичным образом: подсчитывается количество родительских атомов и количество дочерних атомов, в которые они превратились. Затем можно рассчитать ход времени, поскольку известна скорость трансформации».
