Роберт Гейзен - Історія Землі

Вона сформувалася з безлічі хаотичного дріб’язку відносно швидко, за деякими підрахунками впродовж не більше ніж мільйона років. На завершальному етапі цього процесу спільну частину простору з Протоземлею ділили кілька дюжин планетезималей, кожна діаметром кілька сотень кілометрів. Заключні стадії пленетоутворення протягом приблизно кількох сотень тисяч років набули незбагненного шаленства, коли наша планета досягала теперішнього розміру: кожні декілька тисяч років якась міні-планета наштовхувалася на Протоземлю і остання її повністю поглинала.

У ті буремні часи Земля була гарячою почорнілою сферою із розпеченими червоними розколинами, фонтанами вулканічної магми та слідами безперервних падінь метеоритів. Кожне з тих гігантських космічних тіл зіштовхувалося із Землею і вибухало, гірські породи, миттєво випаровуючись, потрапляли на орбіту, а поверхня нашої планети нагадувала розтоплену полум’яно-червону кам’янисту мішанину. Однак у космосі холодно. З кожним наступним серйозним падінням безатмосферна поверхня Землі швидко вистигала і знову чорніла.

Здавалося б, у цій історії формування Землі все чітко і ясно, крім однієї разючої деталі – Місяця. Він занадто великий, щоб його не помітити, і протягом останніх двох століть виявилося, що його ще й надзвичайно важко пояснити. Малі супутники зрозуміліші. Фобос і Деймос, два шматки гірської породи на орбіті Марса неправильної форми розміром з місто, є, вірогідно, захопленими астероїдами. Дюжина значно більших супутників Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна порівняно зі своїми господарями є зовсім крихітними – їхня маса в тисячі разів менша за масу планет, які вони оточують. Найбільші супутники, які утворилися з невідібраних під час планетоутворення залишків пилу та газу, обертаються коло газових гігантів, наче планети у мініатюрній Сонячній системі. Проте Місяць є відносно великим порівняно з планетою, на орбіті якої він кружляє: його діаметр більший, ніж чверть діаметра Землі, а маса складає приблизно одну восьму її маси. Звідки ж з’явилася така аномалія?

Історичні науки, зокрема гео- та планетологія, засновані на вмінні творчо вести оповідь (хоч історії ці деякою мірою відповідають правді). Коли у двох чи більше історіях ідеться про відповідність спостереженням, геологи обирають обачну позицію, відому, як-от «множинні робочі гіпотези» – стратегія, яку знають усі поціновувачі детективних романів.

Іще до історичних висадок на Місяць у межах програми «Аполлон», що стартувала 1969 р., коли були здобуті древні місячні гірські породи і розпочалися детальні геофізичні вимірювання внутрішніх ділянок супутника, у «Справі масивного Місяця» фігурували три головних підозрювані. Першою загальновизнаною науковою гіпотезою стала теорія відцентрованого відділення, запропонована 1878 р. Джорджем Говардом Дарвіном (який далеко не такий відомий, як його батько – натураліст Чарльз Дарвін). За сценарієм Джорджа Дарвіна, первісна розплавлена Земля оберталася довкола власної осі настільки швидко, що розтягувалася та видовжувалася, доки не вижбурнула зі своєї поверхні згусток магми, що потрапив на орбіту (без особливої допомоги сили тяжіння Сонця). Місяць у цій моделі – це пуп’янок Землі, що відбрунькувався. В одному з варіантів цієї образної та драматичної історії западина Тихого океану залишається промовистим слідом – шрамом, отриманим матінкою-Землею під час народження Місяця.

Наступна конкуруюча ідея, теорія захоплення, розглядає Місяць як сформовану окремо меншу за розміром планетезималь, що має приблизно той же поштовий індекс у Сонячній системі, що й Земля. В якийсь момент два тіла рухалися досить близько одне до одного і більша за розміром Земля захопила менший Місяць, накинувши на нього орбітальну петлю, яку поступово затягнула. Цей ненаситний гравітаційний механізм, вочевидь, добре спрацював на менших супутниках Марса, що є шматками гірських порід, то чом би йому відмовити для Землі?

Третя гіпотеза, теорія спільної акреції, постулює, що Місяць утворився приблизно на своєму нинішньому місці з великої хмари уламків, що залишилися на орбіті Землі. Ця правдоподібна теорія розвиває ідею про утворення супутників Сонця і газових планет-гігантів. Такі процеси відбувалися в Сонячній системі знову й знову: менші об’єкти зростають із хмар пилу, газу та каміння довкола більших об’єктів.

Три суперницькі гіпотези; яка ж із них правдива? Допитливі змушені були чекати на дані аналізу кратерної поверхні Місяця – понад 380 кг зразків, результат шести польотів за програмою «Аполлон».