• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
31.10.2023
Александр Березин
34
4 594

Российский физик предсказал Луне вечную мерзлоту толщиной в километр

5.1

Если его гипотеза верна, освоение спутника Земли будет выглядеть принципиально иначе, чем думалось прежде. Проверить это научное предположение получится довольно скоро — до конца десятилетия. Трудно исключить и наличие под лунной поверхностью линз с жидкой водой.

Пусть астронавт на Луне и не может добывать воду так просто, как на этой шутливой картинке, но определенно не будет испытывать в ней недостатка / © The Economist / Автор: Артем Фомин

Российский физик Николай Горькавый, живущий и работающий в США, опубликовал новую формально обзорную работу, которая, однако, содержит нетипичные для обзорных работ принципиально новые выводы. В ней он рассматривает существующие гипотезы образования Луны и то, каким образом из них вытекает ряд особенностей как земного спутника, так и других тел, образовавшихся по сходным механизмам. Он отмечает, что если мультимпактная теория образования Луны верна, ее будет достаточно просто проверить изучением изотопного состава лунной воды. Кроме того, в этом случае Селена оказывается настолько богата водным льдом, что он там будет образовывать мощную вечную мерзлоту, залегающую на глубине вплоть до километра. Статья об этом опубликована в одном из первых номеров нового рецензируемого научного журнала Earth and Planetary Science, также она доступна на сервере препринтов Корнелльского университета.

Луна образовалась как Земля и другие планеты — или, напротив, из-за гибели планеты?

Обзор затрагивает три основные теории образования Луны. Он начинается с аккреционной гипотезы Е. Л. Рускол (сформировалась к 1970-м). По ней Селена образовалась сходно с планетами — соударением и последующим «слипанием» на орбите вокруг Земли. Источником формирования была пыль, захваченная гравитацией Земли и типичная для внутренних областей ранней Солнечной системы. Однако при таком сценарии плотность Луны и содержание в ней тяжелых элементов должно быть сходным с земными.

На практике, как стало окончательно ясно после полетов туда американских астронавтов, ее плотность на 40 процентов ниже земной, а содержание окислов железа почти в два с половиной раза меньше. К тому же расчеты показывали, что по аккреционному сценарию не может сформироваться спутник массой более 0,001 земной. А Луна массивнее 0,01 от той же величины.

После программы «Аполлон» на передний план вышла гипотеза без этих недостатков — мегаимпактная, сформулированная в окончательном виде Хартманном и Дэвисом в 1975 году. По ней крупное тело (более тысячи километров), другая планета, столкнулась с ранней Землей на значительной скорости. Выбитые при этом фрагменты коры и верхней части мантии Земли могли иметь уже достаточно большую массу, чтобы образовать Луну. К тому же, верхние слои планеты содержат в пять раз меньше окислов железа, чем вся она в целом — это казалось хорошим объяснением дефицита тяжелых элементов типа железа на Луне (и ее итоговой низкой плотности).

Наконец, энергия от удара тела подобных размеров огромна: выброшенные в космос фрагменты Земли должны были быть нагреты до полной потери воды. Зато в лунном материале должно было сохраниться много тугоплавких элементов. Это тоже казалось близким к истине: американские космонавты высадились в низких широтах Луны, поэтому однозначных данных о большом содержании воды в местных породах они не получили. Более поздние расчеты других ученых показали, что для такого события нужно было тело много крупнее, чем считали Хартманн и Дэвис, — планета, размером с Марс, которую назвали Тейя.

Исходная гипотеза Хартманна и Дэвиса говорила о теле диаметров чуть более тысячи километров. Однако последующие вычисления показали, что такого мегаимпакта было бы недостаточно для образования Луны, поэтому последователи гипотезы мегаимпакта постепенно увеличили размер гипотетического тела, врезавшегося в Землю, до настоящей планеты, подобной Марсу / © Wikimedia Commons

Далее, отмечает Горькавый, накопление новых данных начало создавать существенные проблемы для гипотезы мегаимпакта (то есть колоссального по масштабам столкновения с другой планетой). Оказалось, что ядро Луны не должно быть моложе Земли. Однако это несовместимо с гипотезой о ее образовании от столкновения с другой планетой. Более того: ни на Селене, ни на Земле не получается выстроить геологическую историю, если предположить, что их поверхности были полностью расплавлены.

Например, на нашей планете дифференциация по тяжелым элементам в мантии ниже, чем должна быть при расплавленной поверхности. Ведь расплавление облегчало бы уход вниз, в нижние слои мантии, тяжелых элементов и обеднение ими верхних слоев, чего на практике в таких объемах не наблюдается. Кроме того, оказалось, что поверхность Луны содержит легкие элементы, которые должны были полностью испариться при мегаимпакте.

Селена возникла как спутники астероидов?

В 2004 году сам автор обзора выдвинул принципиально иную гипотезу для объяснения как происхождения Луны, так и такого необычного явления, как спутники астероидов. Последние тоже имеют очень высокое соотношение массы спутника к телу-хозяину, причем объяснить это было еще сложнее, чем земную Луну. Дело не только в том, что аккреционный сценарий не позволяет создавать массивные спутники: сценарий мегаимпакта тут тоже не годился, поскольку вторая космическая скорость для астероидов ничтожна, и после столкновения с крупным телом выбитые им осколки, как и остатки самого тела, должны вылетать из окрестностей астероида, а никак не формировать там крупные спутники.

Открытие двойных астероидов советскими астрономами в 1989 году привело к поиску путей образования таких необычных систем, где спутник несильно уступает по массе телу-хозяину. В итоге оказалось, что по такой же модели возник и спутник Земли / © Wikimedia Commons

Исходя из этого, а также из открытия Харона (тоже спутник, очень крупный относительно тела-хозяина Плутона), Горькавый предложил теорию мультимпакта, то есть образования Селены посредством множества ударов сравнительно мелких тел, от одного до 100 километров диаметром. Как отмечается, сразу после образования планеты, вокруг нее должен был быть крайне небольшой по массе аккреционный диск. Выбиваемые из Земли астероидами обломки, имеющие то же направления вращения, что и наша планета, ударялись о тела первичного аккреционного околоземного диска и теряли часть своей энергии. В итоге разницы в скоростях этой группы обломков снижались до уровня, когда гравитация позволяла им слиться воедино.

Те обломки, которые вращались в направлении, противоположном вращению Земли, при столкновении с мелкими телами аккреционного диска имели уже очень высокие скорости соударения и поэтому теряли так много энергии, что их части падали обратно на планету. В итоге на околоземной орбите оставались только обломки с тем же направлением вращения, что и у Земли. Постепенно сливаясь друг с другом, они и образовали Луну. Причем процесс этот был длительным и, в силу умеренной энергии ударов небольших астероидов, не сопровождался плавлением ни поверхности Земли, ни поверхности Луны. Последняя действительно получала меньше тяжелые элементов, потому что в основном формировалась из выбитых из верхнего слоя планеты обломков, а те были обеднены железом и тому подобным еще к моменту образования земной коры (благо тяжелые элементы опустились вглубь Земли).

Сходный сценарий, только в гораздо меньшем масштабе, по Горькавому, наблюдался и у астероидов. Пока только он может объяснить массовое обнаружение спутников у астероидов: не мультимпактные гипотезы не позволяют массового образования таких тел.

Астероид (486958) Аррокот, диаметром около 35 километров (около — из-за формы далекой от сферической), образовался за счет слипания астероида со своим крупным спутником  / © Wikimedia Commons

Из мультимпактной гипотезы вытекает довольно необычное следствие. В ее рамках твердые планеты с небольшой скоростью вращения не должны эффективно накапливать выбитые из их поверхности обломки на своей орбите. Следовательно, небольшие планеты с медленным вращением вокруг своей оси (длинными сутками) будут лишены крупных спутников не только в Солнечной системе (Меркурий и Венера), но и в других планетных системах тоже.

В комментарии для Naked Science Николай Горькавый проиллюстрировал это предположение так. Ракеты стартуют с Земли в восточном направлении, чтобы вращение планеты добавило ракете скорости. Запуск спутника в западном направлении более труден. Сходным образом, чем быстрее вращается планета, тем легче достигают спутниковых орбит обломки, выброшенные с ее поверхности астероидными ударами. При этом поток обломков будет обильнее в направлении вращения основного тела, а следовательно, должны формироваться спутники с прямым обращением вокруг планеты.

«Эти предположения было высказаны мной в 2004 году и потом подтвердились при изучении астероидов со спутниками: эти луны оказались поголовно с прямым обращением. При этом спутники образуются возле быстровращающихся астероидов, делающих оборот в среднем за 3 часа 40 минут, в то время как астероиды без спутников вращаются в два раза медленнее (день на таких астероидах длится почти 7 часов). Можно выдвинуть гипотезу, что отсутствие спутников у Меркурия и Венеры тоже связано с их медленным вращением, но чтобы твердо доказать это, нужно провести отдельное детальное моделирование», — поясняет ученый.

Как выяснить, кто прав

Автор обзора задается вопросом: можно ли в наши дни как-то выяснить, какая из гипотез верна? Ключевым индикатором, на его взгляд, тут должна быть вода. Теория мегаимпакта означает, что вода на Луне может быть только на поверхности, куда ее принесли либо кометы, либо солнечный ветер. Однако вода с комет содержит намного больше дейтерия, чем земная. А водород солнечного ветра, напротив, содержит намного меньше дейтерия, чем водород в молекулах земной воды.

(a) Лунный рельеф в районе северного полюса Луны. Хорошо видны сглаженные формы, на Земле типичные для районов вечной мерзлоты (85,8° с.ш., 133,5° в.д.). (b) Оползень на краю кратера — на Земле крайне нетипичное явление для безводной местности (86,0° с.ш., 137,9° в.д.). (c) Узорчатая поверхность в районе координат 85,9° с.ш., 133,9° в.д. (d) Повторяющиеся структуры различного масштаба в районе 86,1° с.ш., 125,1° в.д. Желтыми стрелками на (b. c. d) обозначены квазирегулярные структуры, характерные для земного рельефа над вечной мерзлотой  / © Николай Горькавый, 2023

В гипотезе мультимпакта ситуация принципиально иная: вся Луна должна содержать воду, даже на большой глубине. И, что важно, пропорции дейтерия в атомах водорода лунной воды должны напоминать земные — весьма далекие как от кометных, так и от пропорций солнечного ветра.

Изотопное соотношение означает, что первые же изучения воды у южного полюса Луны будут необъяснимы с точки зрения теории мегаимпакта, но подтвердят гипотезу мультимпакта. При этом формально первый аппарат с такими возможностями достигнет Луны уже в 2024 году: это VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, робот для полярных исследований и изучения легких элементов) NASA. Кроме того, ожидаемое возвращение человека на Луну в 2020-х позволит решить вопрос с изотопным составом лунной воды окончательно.

VIPER на Луне в представлении художника / © Wikimedia Commons

Практические результаты из дискуссии о природе лунной воды кажутся весомыми. Как отмечает автор обзора, в случае правоты мультимпактной гипотезы слой, насыщенный водным льдом (лунная вечная мерзлота), должен простираться вглубь Луны на километры. Причем приполярные регионы будут иметь другой рельеф (на фото у них действительно куда более «гладкие» формы). И, что немаловажно, строительство баз и посадочных площадок в таком районе надо будет вести совсем иначе: учитывая вечномерзлотный фактор и соответствующим образом рассчитывая несущие свойства грунта.

В рамках гипотезы мегаимпакта вода на Луне должна быть на несколько порядков более редкой. Следовательно, при подтверждении мультимпактной гипотезы, строительство баз на Селене окажется намного более простой задачей, чем считали ранее. По крайней мере, в смысле добыче ресурсов для получения воздуха и питья. А вот процесс создания фундаментов и оснований придется несколько пересмотреть. Какие-то зоны придется рассчитывать на предмет того, не «потечет» ли там грунт от тепла обитаемых модулей.

Как бы сильно ни влияла мультимпактная гипотеза на лунные базы, наиболее интригующие последствия она дает все же природе самого спутника. В комментарии для Naked Science Николай Горькавый отметил, что залежи льда в виде вечной мерзлоты возможны и в низких широтах Луны, поскольку реголит защитит их от вакуума и воздействия Солнца.

На снимке (a) показан оползень по краю кратера, расположенного в районе 87,1° ю.ш. и 95,0° з.д. на поверхности Луны. Хорошо видны трещины протяженностью многие сотни метров (показаны красной стрелкой). Более мелкие складки размером в десятки метров обозначены белой стрелкой. (b) А на этом снимке показано сходное образование уже на Земле (67.4°с.ш. и 134.8°в.д., взято с Google Maps). Оно состоит из крупных складок, обозначенных красной стрелкой, и более мелких морщин, показанных белой стрелкой / © Николай Горькавый, 2023

Ученый напоминает: «Как показывают данные наблюдений поверхности Луны во время метеорных потоков, микрометеоритная бомбардировка вызывает всплеск в спектре, ассоциированном с водой. Возможно, этот слой мерзлоты не сплошной и зависит от рельефа. Главный неясный момент — существует ли перенос воды из частично расплавленных лунных недр [где она содержится в оливинах и других минералах] в поверхностный слой? Если да, то слой вечной мерзлоты будет более мощным и непрерывным».

На наш вопрос о том, возможны ли поверхностные области с жидкой водой в глубинах Луны (где теплее, чем на поверхности), исследователь ответил так: «Отмечу, что воду нашли в вулканических стеклах в образцах „Аполлона” — в лаве, которая была извергнута из лунных недр. Значит, там есть вода, как и в земной мантии. Подземная мерзлота тоже сохранится, защищенная от вакуума слоем грунта. Также останутся глубинные очаги магматической воды. Так что я бы не отвергал идею глубинных водных линз на Луне». 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 17:30
Юлия Трепалина

Борщевик Сосновского, распространение которого грозит экологической катастрофой, ранее практически не имел естественных врагов. Недавно группа ученых из Российской академии наук и МГУ выяснила, что корни борщевика могут повреждать сциариды Bradysia impatiens — мелкие двукрылые насекомые, уничтожающие растения в теплицах.

9 часов назад
Редакция Naked Science

На IV Конгрессе молодых ученых, прошедшем на федеральной территории Сириус, активно обсуждали не только атомную энергетику, но и перспективные термоядерные проекты. Сотрудник Naked Science задал вопрос о том, может ли российское участие в ИТЭР постигнуть судьба российского же участия в ЦЕРН, из которого отечественных ученых «попросили». Представитель госкорпорации отметил ряд причин, по которым такой сценарий сомнителен.

6 часов назад
Елизавета Александрова

Американская лунная программа «Артемида» предусматривает экспедиции длительностью от нескольких дней до долгих недель и даже месяцев, но луномобиля для передвижения экипажа по поверхности спутника Земли на сегодня нет. Поэтому космическое агентство США продумывает план действий на случай, если астронавты окажутся далеко от базы и кто-то из них внезапно не сможет идти самостоятельно.

28 ноября
Елизавета Александрова

Обсерватории постоянно улавливают «мигающие» радиосигналы из глубин Вселенной. Чаще всего их источниками оказываются нейтронные звезды, которые за это и назвали пульсарами. Но к недавно обнаруженному источнику GLEAM-X J0704-37 они, по мнению астрономов, отношения не имеют.

27 ноября
Елизавета Александрова

Под названием «космические лучи» скрывается не только свет, то есть фотоны, но и протоны, электроны и другие частицы. Все они летят к нам от звезд. Иногда ученые могут даже с уверенностью сказать, от каких именно. К примеру, в земную атмосферу постоянно врываются солнечные протоны. Недавно одна из обсерваторий уловила прибывшие на нашу планету электроны и позитроны с беспрецедентной энергией. Они точно «родом» не с Солнца, но у ученых есть предположения, откуда они могут быть.

28 ноября
Полина Меньшова

Принято считать, что большой мозг, характерный для человека, появился как результат резких скачков развития от одного вида к другому. Однако ученые из Великобритании изучили самый большой в истории набор данных об окаменелостях древних людей и обнаружили, что эволюция мозга происходила по-другому.

16 ноября
Evgenia

Международная коллаборация физиков под руководством ученых из Йельского университета в США представила самые убедительные на сегодня подтверждения существования нового типа сверхпроводящих материалов. Доказательство существования нематической фазы вещества — научный прорыв, открывающий путь к созданию сверхпроводимости совершенно новым способом.

25 ноября
Полина Меньшова

Многие одинокие люди считают, что окружающие не разделяют их взглядов. Психологи из США решили проверить, так ли это на самом деле, и обнаружили общую особенность у людей с недостаточным количеством социальных связей.

28 ноября
Елизавета Александрова

Обсерватории постоянно улавливают «мигающие» радиосигналы из глубин Вселенной. Чаще всего их источниками оказываются нейтронные звезды, которые за это и назвали пульсарами. Но к недавно обнаруженному источнику GLEAM-X J0704-37 они, по мнению астрономов, отношения не имеют.

[miniorange_social_login]

Комментарии

34 Комментариев
nemoXX
18.11.2023
-
-1
+
Мысли Горькавого интересны и аргументированы! Что до мерзлоты и вообще, воды на Луне - ничего удивительного. Уже очевидно, что воды на небесных телах Солнечной системы - много. Только, задача ее использования астронавтами - простой не будет.
nemoXX
10.11.2023
-
0
+
Идея интересная и имеет аргументы в поддержку! Но спорить будут еще долго. Надеюсь, скорое возвращение НАСА на Луну прояснит часть загадок ее образования.
-
-2
+
Комментарий удален пользователем или модератором...
    Но 500 долларов на эту свою мысль вы не поставите, естественно? Такое вот у вас "твердо и четко".
    +
      ещё комментарии
      -
      -2
      +
      Комментарий удален пользователем или модератором...
        Вы понимаете, что ваши слова даже у вас самого не вызывают достаточно доверия, чтобы поставить на них и символические 500 долларов? Если понимаете -- скажите. Тогда будет иметь смысл рассматривать и остальные вопросы. А также объяснять вам, почему автор думает, что Илон Маск сделает то, что в принципе не могли сделать в срок игроки программы "Созвездие".
        nemoXX
        10.11.2023
        -
        -2
        +
        А "к 1980-му нынешнее поколение советских людей будет жить при коммунизме" - заявил тов. Хрущев! То поколение, частью вымерло, частью впало в альцгеймер, но не только ничего не поняло, получив большевицкое "светлое будущее", ставшее Настоящим, но и пытается оболванивать и нынешнее поколение. Частью их бреда и лжи, является "асимметричный ответ империалистам" по космической тематике: чем стремительнее Россия теряет возможности и компетенции в космосе, тем больше воплей "не были они на Луне"... и конечно же, "не будут". Было бы смешно, если бы не было так жалко и убого.
-
1
+
Для мерзлотного полигонального рельефа вроде бы нужны сезонные колебания температуры, как на Земле и на Марсе. На Луне их нет, да и сами температуры близ полюсов - намного ниже точки пластичности (водяного) льда. Нет и ледниковых циклов, а на указанных широтах равновесная температура - далеко за минус сотню, это ближе к экваторам спутников Юпитера. Так что если это полигоны - остается вопрос, как они образовались. Ну и кроме того, мерзлота предполагает, что лед занимает заметную долю объема грунта. Такое должно было бы вовсю отсвечивать на нейтронных спектрометрах и радарах, гораздо больше, чем наблюдавшееся.
    "Для мерзлотного полигонального рельефа вроде бы нужны сезонные колебания температуры, как на Земле и на Марсе. На Луне их нет" На Луне действительно нет годичных колебаний температур поверхности на десятки градусов, как в районах вечной мерзлоты на Земле. Зато на Луне есть суточные колебания температур поверхности -- а сутки там длятся месяц, как известно -- амплитудой в сотни градусов. Для склонов, под которыми есть мерзлота, эффект кажется вполне возможным. "На Луне их нет, да и сами температуры близ полюсов - намного ниже точки пластичности" Вопрос в том, что вы имеете в виду под температурой близ полюсов. Там полно мест, где температуры с одного склона могут быть многие десятки градусов -- выше, чем в земных районах где мерзлота "плывет". С другой стороны того же склона может быть почти вечная тень. Как себя в таких условиях поведет лед -- это вопрос. " на указанных широтах равновесная температура - далеко за минус сотню, это ближе к экваторам спутников Юпитера." Равновесная -- да, но у освещенных склонов -- нет, там она выше. "Ну и кроме того, мерзлота предполагает, что лед занимает заметную долю объема грунта. Такое должно было бы вовсю отсвечивать на нейтронных спектрометрах и радарах, гораздо больше, чем наблюдавшееся." Из моих личных бесед с лицами, работавшими с нейтронными спектрометрами следует, что глубже двух метров эти приборы не могут сказать о наличии воды в грунте вообще ничего. С радаром ситуация иная, но насколько мне известно, и для радара крайне сложно увидеть именно мерзлотный грунт, а не чистый водный лед. Да и для последнего определить глубину сложно. Вопрос о том, прав ли Горькавый или нет, к счастью, должен решиться в обозримом будущем. Старшип привезет на Луну достаточно аппаратуры, чтобы нельзя было не найти прогнозируемые объемы воды и изотопные особенности. Тут все просто: либо дейтерия в лунной воде как в земной. либо как в кометах, или как в солнечном ветре. Все три случая четко различаются между собой, тут не ошибешься.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      У реголита крайне низкая теплопроводность. Говорилось, что в метре под поверхностью температура уже близка к постоянству, даже на экваторе, и там ниже ноля из-за отсутствия парникового эффекта. Новые оценки сходу не нашел, но вот тут https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0032063316000222 выводят теплопроводность, исходя из данных радиометра на LRO.Она ниже, чем у теплоизоляционных материалов на Земле, местами на пару порядков. Между частицами вакуум, а друг друга они касаются только острыми вершинами и гранями. На полюсах, соответственно, будут большие градиенты между местами с разной средней освещенностью, на южном склоне какого-нибудь вала кратера - как в умеренных широтах, на противоположном - полный криоген. Но колебания - тоже должны быть малы. Лед между частицами может до некоторой степени исправить ситуацию, но на полюсах и сами суточные амплитуды, и теплопроводность, при прочих равных, должны быть ниже, чем на экваторе (особенно лучистая между частицами). Что победит - вопрос, но дотянуть до суточных колебаний хотя бы в несколько градусов в нескольких метрах под поверхностью - очень сложно. Если взять сезонные вариации отсюда https://www.builditsolar.com/Projects/Cooling/EarthTemperatures.htm, то для Луны сходные суточные получатся при теплопроводности порядка на три выше, чем у реголита, то есть примерно как у земного грунта (амплитуда на порядок выше, период примерно во столько же короче). >>Старшип привезет на Луну достаточно аппаратуры Ну, будем надеяться, что довезет) Тут еще интересно, довез ли Chang'e 5 измеряемые количества воды в своих образцах. Там метровая колонка была...
        "Говорилось, что в метре под поверхностью температура уже близка к постоянству, даже на экватор" Я очень сомневаюсь, что у грунта с содержанием вечной мерзлоты -- а в приполярных районах он должен быть очень близок к поверхности -- будет теплопроводность на уровне реголита из низких широт Луны. Но более точно нам предстоит узнать в ближайшие несколько лет. Вообще, то, что на фото из приполярных районов Луны (см. выше) действительно слабоотличимо от земных мерзлотных ландшафтов. Это наблюдаемый факт. Ему нужны объяснения. Пока, кроме влияния мерзлоты, я их в научной литературе не видел. Аналогичным образом я могу понять, откуда много серы может быть на поверхности в районах с близкой к поверхности водой -- а серу индийцы в высоких широтах на поверхности намерили. Откуда там может быть та же сера, если периодически на местные подлежащие породы не действует жидкая вода -- вопрос, на который я пока ни у кого не видел и попытки ответа. ">>Старшип привезет на Луну достаточно аппаратуры Ну, будем надеяться, что довезет) Тут еще интересно, довез ли Chang'e 5 измеряемые количества воды в своих образцах. Там метровая колонка была..." Честно говоря. не думаю, что эта метровая колонка сможет что-то прояснить о лунной воде. Высадка была произведена в неправильном месте -- низкие широты. Не будет там воды, кроме остаточных количеств. А вот Старшип да, имеет шансы закрыть вопрос -- и у меня лично сомнений в том, что он способен это сделать нет, разве что Маска посадят за слишком длинный язык, но это вряд ли. К сожалению, с темпами разработки скафандров в НАСА, высадка людей там в этот раз вряд ли случится ранее конца 2020-х.
          -
          0
          +
          К мультиимпакту есть все-таки еще один существенный вопрос. Если требуются специальные параметры столкновения - каждое из них должно попадать в подходящий диапазон. Общая вероятность по n столкновений - p**n, быстро стремится к нулю с ростом n. Если подгонки не требуется - чем это отличается от обычной аккреции, и почему тогда у других планет земной группы не наблюдается крупных спутников или иных следствий такого процесса? Симуляции гигантского столкновения выдают очень различные результаты в зависимости и от параметров, и от моделей, но формирование крупного спутника - довольно нередкий результат Вот тут https://phys.org/news/2023-11-massive-anomaly-earth-mantle-remnant.html получилось, что полного плавления с перемешиванием могло и не быть. Если Тейя сформировалась в лагранже, с широкими либрациями вдоль орбиты, ее изотопный состав вполне мог оказаться достаточно похожим на земной. В общем, к одному-двум гигантским ударам тоже есть вопросы, но вроде бы все же ни один из них не является принципиальным)
            "К мультиимпакту есть все-таки еще один существенный вопрос. Если требуются специальные параметры столкновения - каждое из них должно попадать в подходящий диапазон" Все так -- но в подходящий диапазон попадает большинство астероидов, падающих на планету. " Если подгонки не требуется - чем это отличается от обычной аккреции" Обычная аккреция --- это сбор из того материала, который уже есть в протопланетном диске. Такая аккреция не может образовать спутник размером с Луну или хотя бы сопоставимый с ней -- см. соотв. раздел в обзоре Горькавого. Массы не хватит, получившийся спутник будет на порядки меньше. Кроме того, в отличие от аккреционного механизма, мультимпактный фактически запрещает образование крупных спутников у планет с медленным вращением. Это два довольно существенных отличия. "и почему тогда у других планет земной группы не наблюдается крупных спутников или иных следствий такого процесса?" Кажется, в тексте выше упомянуто: у Венеры и Меркурия крупные спутники образоваться не могут, потому что их вращения вокруг своей оси слишком медленное, то есть "стартовое ускорение" за счет вращения планеты почти нет. У Марса действительно крупных спутников не может быть по другой причине, описанной здесь (и по той же причине на месте Главного пояса не может быть настоящей планеты): https://sciencejournals.ru/view-article/?j=astvest&y=2022&v=56&n=3&a=AstVest2203007Trofimov "Симуляции гигантского столкновения выдают очень различные результаты в зависимости и от параметров, и от моделей, но формирование крупного спутника - довольно нередкий результат" Так и у мультимпакта формирования крупного спутника крайне нередкий результат -- см. обилие двойных астероидов хотя бы. Вот у планет, да, тут есть ограничения: для планет с твердой поверхностью нужно, чтобы было определенное удаление от своей звезды (иначе вращение вокруг своей оси будет очень медленным), нужно, чтобы не было "выметающего эффекта" за счет взаимодействия излучения звезды и соседа-газового гиганта. Но там, где этого нет -- Плутон и далее -- мы вполне наблюдаем регулярное образование очень крупных спутников. "Если Тейя сформировалась в лагранже, с широкими либрациями вдоль орбиты, ее изотопный состав вполне мог оказаться достаточно похожим на земной" Осталось только узнать: почему на земной орбите сформировалось две планеты, а на орбите Венеры, Меркурия и Марса -- только одна? Ну, на самом деле там еще много вопросов. Но я задам более сложный. Допустим, на нашей орбите почему-то реально возникло две планеты. Откуда вода на Луне в этом случае, в том числе -- в базальтах, пришедших из недр, то есть таких. для которых кометная и солнечно-ветровая гипотезы заноса практически не работают? Откуда в недрах безводного (а моноимпакт не позволяет другого сценария) планеты взялась вода? "В общем, к одному-двум гигантским ударам тоже есть вопросы, но вроде бы все же ни один из них не является принципиальным)" К одному удару не просто есть принципиальные вопросы, а их много. Это не только вода -- в рамках моноимпакта очень сложно объяснить очень много чего. Например, плотность Луны в 3,34 г на куб. см. -- это намного ниже, чем на Луне. Как это совместить с ее образованием из Тейи и Земли? Никак: при соударении должны теряться как раз легкие элементы, а никак не тяжелые. Вода должна испариться в космос, а тяжелые элементы -- остаться на околоземной орбите. Получается, что Тейя была намного, радикально легче Земли? Но в этом случае невозможно ожидать близкого соотношения по изотопам. Третий вопрос я уже озвучил: если она сформировалась на одной орбите с Землей, то где примеры других планет в нашей системе, делящих или деливших орбиту? Четвертый принципиальный вопрос: как быть с океанами Земли? При мегаимпакте они просто обязаны были выкипеть, иное технически невозможно. Но выкипание океанов должно было оставить более высокой долю дейтерия в них. Где дейтерий? Нигде: у нас дейтерия в воде меньше, чем на любом другой известной планете в Солнечной системе. Как мы видим, вопрос тоже вполне принципиальный. Более того: в случае возникновения Луны при мегаимпакте все ее изотопы должны быть серьезно сдвинуты в пользу более тяжелых. Скажем, там должна быть выше доля кислорода-18. А на деле кислорода-18 там точно то же соотношение, что и для Земли. Каким образом это могло случиться при возгонке большого объема силикатов? Никаким: кислород-16 покидал бы их быстрее, чем кислород-18, разница же в массе атомов аж на 1/8. Следующий принципиальный вопрос: титан. Титан -- это весьма тугоплавкий элемент. Любой сценарий мегаимпакта обязан оставить на теле, которое образовалось от мегаимпакта больше тугоплавких элементов, чем на том близком теле (Земле), которое возникло не от мегаимпакта. Просто потому, что у нас за 4,5 млрд лет первичная кора уже давно нырнула в магму и 30 раз обновилась. То есть, у нас содержание титана должно быть близким к исходному земному -- и ниже, чем на Луне. На практике, как несложно догадаться, титана на Луне столько же, сколько в аналогичных земных породах -- и соотношение изотопов такое же. Как это вышло? Ответа никто не знает -- ну, пока мы говорим о сторонниках гипотезы моноимпакта. Принципиальных вопросов намного больше, часть можно увидеть здесь: https://www.science.org/doi/10.1126/science.342.6155.183 те, что я привел -- это просто навскидку. Что до работы, на которую вы ссылаетесь, то она вообще не разбирает правоту моноимпакта. Она просто ее постулирует и использует дальше для проведения моделирования. Никаких попыток объяснить указанные выше слабые места там нет. "Ну и прогрев лунного материала тоже сильно зависит и от параметров столкновения, и от самой модели. Даже по имеющимся, лунный магматический океан мог и не достигать ядра, такая кора там и с половины толщины мантии могла получиться. При этом нижний слой мог частично плавится позднее за счет радиогенки и приливов (там до сих пор есть расплав). Соответственно, верхние слои при этом были бы обогащены тугоплавкими элементами, а ниже сохранилась бы летучка, которая потом при конвекции и вулканизме, образовавшем лунные моря, могла выноситься наружу. (Была весьма правдоподобная статья, что при этом на Луне даже заметная временная атмосфера была)" И опять это не решает ни одной из поднятой выше проблем. Как ни меняй параметры столкновения, на поверхности современной Луны не должно быть воды в наблюдаемых количествах. Как их не меняй, дейтерия в лунной воде должно было быть больше, чем в земной (а в земной -- больше, чем сейчас) -- но на практике дейтерия в лунной воде ровно столько, сколько в земной. Это исключает потерю даже десятков процентов исходной воды по массе: сразу соотношение изотопов по дейтерию улетит в другую сторону от земного. Опять-таки, по соотношению изотопов титана отличия должны быть и в вашем варианте, как и по вольфраму -- очевидно же, что на Луне, где испарению не могли не подвергнуться (если бы мегаимпакт был реальностью) десятки процентов массы, тугоплавких элементов должно было быть больше земного, что не наблюдается в проанализированном лунном грунте (там с этим как на Земле, где десятки процентов от всей массы тела явно не плавились).
          -
          0
          +
          Ну и прогрев лунного материала тоже сильно зависит и от параметров столкновения, и от самой модели. Даже по имеющимся, лунный магматический океан мог и не достигать ядра, такая кора там и с половины толщины мантии могла получиться. При этом нижний слой мог частично плавится позднее за счет радиогенки и приливов (там до сих пор есть расплав). Соответственно, верхние слои при этом были бы обогащены тугоплавкими элементами, а ниже сохранилась бы летучка, которая потом при конвекции и вулканизме, образовавшем лунные моря, могла выноситься наружу. (Была весьма правдоподобная статья, что при этом на Луне даже заметная временная атмосфера была)
-
0
+
"Следовательно, небольшие планеты с медленным вращением вокруг своей оси (длинными сутками) будут лишены крупных спутников не только в Солнечной системе (Меркурий и Венера)," А что с Марсом, который достаточно шустро вращается? Опять близкий Юпитер помешал? А Меркурий - Солнце 1) и быстро затормозило, 2) и дестабилизировало аккреционный диск? С Венерой вообще дело нечистое - она не только очень медленно вращается вокруг своей оси, но ещё и не в ту сторону. А что, моделирование ван Фландерна и Харрингтона (Меркурий - это потерянный спутник Венеры?) кто-то успешно опротестовал? Если "Да", то неплохо бы ссылочку на доказательный протест увидеть...
    Зона Марса -- рекордсмен по скорости потери мелких частиц на единицу объема, причины показаны тут: https://sciencejournals.ru/view-article/?j=astvest&y=2022&v=56&n=3&a=AstVest2203007Trofimov При такой ситуации не то что крупные спутники сложно образовать, но и саму планету -- масса Марса в 10 раз меньше земной. хотя влияние Юпитера на его орбите уже очень небольшое. "А что, моделирование ван Фландерна и Харрингтона (Меркурий - это потерянный спутник Венеры?) кто-то успешно опротестовал?" Взгляды Фландерна на вопрос никогда не публиковались в рецензируемом научном журнале -- и это не просто так, т.к. не смогли бы пройти рецензирование, как и его взгляды на "лицо на Марсе" или космологическое предположение о якобы статичности Вселенной. Соответственно, никто их и не опровергал никогда -- это просто не часть научной дискуссии по теме.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Техническая ошибка в оформлении ссылки на статью Трофимова/Горькавого...
      -
      0
      +
      Комментарий удален пользователем или модератором...
        -
        0
        +
        Очень хороший пример. Жаль, что фигу в кармане пришлось до факта публикации придержать. Но, думаю, честному автору всё равно потом отомстят. Разве что чувство юмора у рецензентов перевесит их же амбиции.
        К счастью, в астрономии пока не все так плохо, как в американской климатологии. Опубликовать все еще можно любую здравую концепцию. Правда, это не значит, что она сразу станет общепринятой, конечно.
          -
          0
          +
          Комментарий удален пользователем или модератором...
            И какие же стоящие концепции не удалось опубликовать в области астрономии за последние годы? " (в том числе и российской - советую ознакомится с таким персонажем, как Александр Чернокульский, который отнюдь не одинок" Чернокульский не астроном. И по вашей ссылке никаких проблем "официальной науки" не наблюдается -- если ознакомиться с темой более внимательно.
      -
      0
      +
      Постараюсь быть лаконичным. Нельзя отвергать предположение о Меркурии, как бывшем спутнике Венеры, лишь на основании маргинальности Фландерна. Проблема вращения Венеры существует и ждёт приемлемого объяснения. А лицо на Марсе (недавно и на Юпитере разглядели...) - "это другое". Фелису Вулф-Саймон критиковали не за слабое знание химии и необоснованную фантазию, а за неумение корректно спланировать и провести научное исследование по GFAJ-1. Холодный термояд Мартина Флейшмана и Стенли Понса также критиковали не как необоснованную фантазию или прямое жульничество, а как некорректную экспериментальную работу. Хорошо, что нейтрино со сверхсветовой скоростью удачно объяснилось плохим контактом в электрическом разъёме, а то уже взялись активно подгонять теории. Да, отличия есть - всё перечисленное - это примеры туннелирования в научные публикации сквозь рецензионный барьер. Короче, если моделирование системы Венера/Меркурий реально проводилось, то его необходимо проверить на корректность исходных данных и обоснованность введенных допущений. Если же авторы ничего предъявить не могут, тогда я с Вами соглашусь.
        "Постараюсь быть лаконичным. Нельзя отвергать предположение о Меркурии, как бывшем спутнике Венеры, лишь на основании маргинальности Фландерна. " Да никто и не отвергает только на этом основании. Основание другое -- для доказательства такого экстраординарного утверждения нужны крайне экстраординарные доказательства. Которых ни Фландерн, ни кто-либо еще так и не предъявил. Без них -- это просто слова, не более.
Питон Удав
31.10.2023
-
1
+
А, значит все-таки мультимактная теория рулит! Давно читал, что янки руками и ногами за мегаимпакт, но наши учёные давно уже продвигали идею, что Земля и Луна образовались одновременно, путем вращения. Походу правы