В мифологии Сибири часто встречается легенда о том, как Луна пытается опуститься на Землю, чтобы ее схватила злая ведьма - хтоническая богиня (Хоседэм у кетов, Ылэнтой-котой у селькупов). Солнце приходит на помощь и пытается освободить Луну из объятий колдуньи, однако она уцепляется за него крепко, в результате чего Месяц разрывается пополам.

Тея - вымышленная планета, которая предположительно существовала в рамках теории о гигантском столкновении, приведшем к формированию Луны. Гипотеза о существовании Теи помогает объяснить ряд необычных явлений в химическом составе Земли и Луны, включая высокую схожесть их изотопов. На сегодняшний день нет прямых доказательств существования планеты Тея, но многие компоненты этой теории находят подтверждение в данных геологии и астрономии.

В этой статье мы погрузимся в изучение мира астрономии и поговорим о захватывающих открытиях исследования Теи. Рассмотрим, как ученые пришли к выводу о существовании этой планеты, и обсудим возможные последствия ее столкновения для геологии Земли и формирования ее естественного спутника. Эта тема остается в центре внимания ученых, вдохновляя их на новые открытия и не переставая быть одной из самых увлекательных в области планетологии.

Где находятся остатки планеты Тея

Издавна существует гипотеза о том, что Луна является частью Земли, отделившейся при столкновении нашей планеты с другим космическим объектом. Предполагается, что этот объект является еще одной планетой, названной Тейя. Исследования, опирающиеся на сложные компьютерные модели, и недавние подтверждения с применением радиоуглеродного метода поддерживают эту теорию.

Однако ученые утверждают, что имеется еще много нераскрытых аспектов этой загадочной теории. Несколько групп исследователей обнаружили, что массивные аномалии в мантии Земли, известные как обширные области с замедленным движением, на самом деле представляют собой остатки планеты Тейя.

Английский геохимик Алекса Холлидея назвал ее в честь титаниды, по легенде породившей в греческой мифологии богиню Луны - Селену.

Происхождение Луны остается загадкой для современных ученых, хотя теория гигантского столкновения Земли с Тейей считается одной из наиболее вероятных. В то же время существуют и другие гипотезы, относящиеся к этому удивительному астрономическому явлению. Наша планета столкнулась с Землей примерно 4.5 миллиарда лет назад, что в конечном итоге привело к формированию Луны. Эти открытия были опубликованы в престижном журнале Nature.

Следуя после столкновения, образовавшиеся осколки постепенно сливались вместе, остывали и затвердевали, образуя Луну. Ученые из Аризонского университета в США соединили анализ гравитационного поля спутника Земли с моделями ее самой ранней эволюции и раскрыли, что происходило внутри Луны после ее возникновения из остывшего моря первичной магмы. Таким образом, им удалось расшифровать давно изучаемую тайну этого небесного тела, связанную с его "несбалансированной" геологией.

Влияние планеты Тея на формирование Луны

Исследование основано на результатах гидродинамического моделирования данных за 2019 год, которые демонстрируют, что столкновение планеты размером с Марс могло привести к расслоению мантии Земли на глубине около 1300 километров. В результате такого события верхний слой мантии превратился в океан магмы, образовавшийся в результате смешивания материала ранней Земли с веществом Тейи, тогда как нижний слой сохранил свой первоначальный состав. Ученые оценивают, что около 1.6-2% массы Земли составляют вещества Тейи. Со временем верхний расплавленный слой начал постепенно остывать, а его элементы постепенно накапливались на границе между ядром Земли и ее мантией, где они сохранились в течение 4.5 миллиарда лет.

На протяжении 5 миллиардов лет ученые изучали внутреннюю структуру Земли. Для более детального исследования вещества в слое Тейи, они применили точные моделирования. В результате были обнаружены две аномальные зоны на границе ядра и мантии, известные как крупные области с низкой скоростью сдвига (LLVP). Эти области были ранее выявлены с помощью сейсмического картографирования и находятся под земным массивом Африки и Тихого океана. Они огромны по размерам, составляя около шести процентов объема всей планеты. Например, тихоокеанская LLVP имеет диаметр около 3000 километров.

Последствия столкновения планеты Тея с Землей

Исследователи пояснили, что эти тяжелые минералы имеют большую плотность, чем скрытая под ними мантия Луны. Это привело к нарушению равновесия гравитации спутника Земли. Неизвестно, каким образом, но со временем эти плотные материалы начали погружаться глубже, смешиваясь с мантией Луны. Растворившись, они снова поднимались на поверхность в виде лавы, обогащенной титаном, что мы можем наблюдать и сегодня.

Эти участки обладают специфическим свойством снижения скорости распространения поперечных волн (S-волн), характерных для твердых и вязких сред.

Исследования показывают значительные различия в составе литосферических и латерально-галеокоровых верхних частей мантии Земли по сравнению с остальной мантией. Существует несколько гипотез относительно происхождения этих аномалий, включая возможность расслоения мантии или наличие остатков океанической коры после столкновения Земли с другой планетой в древние периоды Солнечной системы. Однако ни одна из перспективных гипотез не объясняет наличие летучих веществ в латерально-галеокоровых верхних частях мантии.

Специалисты предполагают, что данные компоненты были позаимствованы из Тейи во время формирования протопланетной туманности за пределами орбиты Юпитера и затем остались там до столкновения с Землей. Для подтверждения, что латерально-галеокоровые верхние части мантии действительно представляют собой остатки от Тейи, ученые провели моделирование процесса погружения материала из Тейи в мантию Земли, учитывая его химический состав.

Влияние планеты Тея на геологию Земли

По результатам компьютерного моделирования столкновения планет Тейи и Земли, проведенного в Центре изучения космоса и его обитаемости в Берне, было высказано предположение о том, что Тейя в значительной степени превосходила Землю по размерам. После столкновения по касательной без значительных потерь своего вещества Тейя продолжила движение. Согласно этой гипотезе, Луна образовалась из выброшенных на орбиту частей Земли в результате упомянутого столкновения.

После столкновения с Тейей, которое привело к формированию Луны, ожидалось, что химический состав лунных пород будет отражать состав мантии Тейи. Исследования показывают, что мантия Луны содержит значительное количество FeO и имеет низкое соотношение дейтерия к водороду. Моделирование указывает на то, что это можно объяснить, предположив, что масса FeO в мантии Тейи составляла от 13% до 18% массы всей мантии этой протопланеты.

Однако остается вопрос: при возникновении гравитационного взаимодействия, ильменит ли опустился в мантию постепенно или быстро после полного затвердения Луны? Распределение вещества по всей поверхности спутника и его последующее поднятие у проксимального края остаются предметом споров, а также вопрос о том, сдвинулся ли материал к данной точке перед погружением в мантию.

В своем новом исследовании ученые сравнили модель оседания слоя вещества, содержащего железо и титан, с рядом линейных гравитационных аномалий, выявленных миссией GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory, программой NASA по изучению гравитационного поля и внутреннего строения Луны).

Продолжение на сайте Птолемеевского университета