Луна оказалась на десятки миллионов лет старше, чем предполагали ранее.

Согласно наиболее распространенной гипотезе о происхождении Луны, спутник образовался из обломков, возникших в результате столкновения Земли с неоконченной планетой — Тейей, сопоставимой по размеру с Марсом. Эта версия вызвает всё больше вопросов, и появляются альтернативные сценарии. К счастью, накапливается всё больше данных, позволяющих проверять различные теории. Для определения "даты" возможного столкновения ученые исследуют кристаллизовавшиеся образцы первичного магматического океана Луны.

Анализ образцов с поверхности Луны и вкраплений демонстрирует разные результаты. С одной стороны, возраст многих образцов и вкраплений составляет 4,35 миллиарда лет, с другой — имеются вкрапления возрастом 4,51 миллиарда лет. В данный момент исследователи основываются на анализе пород и предполагают, что спутник сформировался позже, однако у гипотезы о молодой Луне есть несколько серьезных проблем.

Большинство компьютерных моделей формирования планет показали, что спутник, подобный Луне, должен был образоваться раньше. Моделирование термальной эволюции такого тела также показало, что магматический океан остывал медленно. Наконец, остается открытым вопрос о "старых" вкраплениях возрастом 4,51 миллиарда лет.

Если предположить, что Луна сформировалась 4,51 миллиарда лет назад, необходимо объяснить наличие более молодых образцов. Согласно одной из версий, полное переплавление планеты произошло в результате столкновения, которое образовало бассейн Южный полюс — Эйткен, но это не подтверждается компьютерными моделями.

Авторы нового исследования предложили альтернативную гипотезу — приливное разогревание Луны около 4,35 миллиарда лет назад. В этом случае переплавление магмы не связано ни с формированием спутника, ни со столкновением. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Орбита Луны вокруг Земли претерпела значительные изменения на протяжении её эволюции. По результатам компьютерного моделирования, спутник должен был сформироваться на расстоянии до четырех радиусов Земли, в то время как сейчас он находится в среднем на расстоянии 60 радиусов. При изменении положения Луны изменялся и баланс воздействия притяжения Земли и Солнца. Эти изменения вызвали приливное нагревание и расплавление магмы спутника.

Согласно предположениям авторов исследования, в ходе этого длительного эпизода приливного нагрева мантия Луны несколько раз переплавлялась. Однако полноценный океан магмы так и не образовался. Магма плавилась местами и извергалась на поверхность, как на Ио, спутнике Юпитера.

Гипотеза о приливном нагреве помогает объяснить молодой возраст пород, древние вкрапления и нехватку кратеров на поверхности. В настоящее время на поверхности нашего спутника насчитывается около 50 ударных бассейнов от столкновений, тогда как должно быть значительно больше. По оценкам исследователей, в окрестностях Земли после рассеивания протопланетного диска оставалось порядка 400 тысяч планетезималей диаметром более 10 километров.