Наука плоского мира IV: Судный день

В данном случае главной проблемой стал избыток, а вовсе не недостаток фактов. Мы можем изучить структуру Земли, обратить внимание на летопись окаменелостей и отправиться за образцами на Луну. Однако все это богатство эмпирических данных в определенном смысле лишь осложняет дело. Что оно означает? Спустя 4,5 миллиарда лет мы пытаемся восстановить картину событий. На тот момент возраст Вселенной составлял около 9 миллиардов лет (согласно теории Большого Взрыва, и еще больше, если верить наиболее распространенным альтернативным теориям). Во всех космологических теориях состояние Вселенной усложняется со временем. Таким образом, к моменту появления нашей Солнечной системы поблизости скопилось приличное количество стройматериалов.

Исходя из данных, доступных для наблюдения в настоящее время, нам приходится делать вывод о том, как в результате агрегации всей этой материи возникла система Земля-Луна. К таким наблюдения относятся данные об астероидах, Солнце и других планетах, а также детальная информация о структуре Земли и Луны. (Мы говорим о Луне в единственном числе, однако по одной из недавних гипотез на определенном этапе у Земли могло быть как минимум две луны). Очевидно, что до определенного момента Земля не существовала, а затем появилась. Луна сформировалась спустя несколько сотен миллионов лет. Их происхождение тесно связано друг с другом, и мы не сможем объяснить одно, не затрагивая другого.

Главная проблема, связанная с происхождением Луны и зарождением Земли, заключается в том, что лунные породы едва уловимыми деталями химической структуры довольно сильно напоминают земную мантию. Так называет толстый слой горных пород, расположенных непосредственно под континентальной и океанической корой, над железным ядром. В частности, соотношение изотопов некоторых элементов одинаково в обоих случаях. Такое соотношение слишком маловероятно, чтобы его можно было увязать с более ранними теориями происхождения Луны например, о формировании обоих небесных тел из первичного пылевого облака, окружавшего Солнце, или о том, что Луна, пролетавшая мимо Земли, была захвачена ее гравитационным полем. Джордж Дарвин, один из сыновей Чарльза Дарвина, предположил, что Луна отделилась от быстро вращающейся Земли, однако механические свойства такой системы в частности, энергия и момент импульса, характеризующий количество вращательного движения, не сходятся с расчетными значениями. Кроме того, образование Земли и Луны не ограничивалось простым сгущением пыли. По современным представлениям астро- и геофизиков Земля возникла за счет агрегации множества крошечных планетезималей, которые входили в состав огромного диска, окружавшего Солнце на этапе его формирования. Теперь мы располагаем достаточно хорошими телескопами, чтобы увидеть несколько подобных дисков вокруг молодых солнц, расположенных в соседних звездных системах; таких примеров известно немало, так что теория, по всей видимости, соответствует действительности.

В период с 2000 и до середины 2012 года астрофизики и геофизики в общем и целом были согласны с тем, что Луна возникла в результате колоссального столкновения между молодой Землей и неким объектом, который по размеру примерно соответствовал Марсу. Они назвали объект Тейей в честь матери лунной богини Селены. В результате столкновения значительная часть Земли и почти вся Тейя превратились в пар. Большая часть пара вновь сконденсировалась в области лунной орбиты и, слившись в единое целое, образовала Луну. Из оставшегося пара сформировалась земная мантия в этом и заключается причина сходства. В качестве приятного бонуса та же самая теория объясняет большую величину момента импульса в системе Луна-Земля.

Однако со временем в теории Тейи стали возникать проблемы. Столкновение с Тейей бы так сильно раскалило поверхность Земли, что почти вся вода должна была превратиться в пар. Современное состояние океанов, по-видимому, опровергает это предположение. Поэтому для спасения Тейи потребовались дополнительные предположения. Вероятно, в древности на планету упало несколько ледяных астероидов, благодаря которым вода снова вернулась на Землю; возможно также, что испарившаяся вода в любом случае бы выпала на землю в виде осадков. Тем не менее, ряд древних горных пород, обнаруженных в Австралии, по всей видимости, указывает на то, что около четырех миллиардов лет тому назад наша планета была покрыта огромным количеством воды, а значит, с момента формирования Луны, вероятно, прошло слишком мало времени, чтобы столкновение таких колоссальных масштабов имело место в действительности.