Ядерное происхождение: Детали лунной катастрофы
По самой популярной в настоящее время «гипотезе столкновения», спустя 30−50 млн лет после появления Земли она была атакована огромным — примерно с Марс — космическим телом. Мощное столкновение сотрясло всю планету и выбросило в космос столько обломков и пыли, что за последующие годы под действием собственной гравитации они собрались, сформировав нашу любимую Луну. Подробнее вопросы этой теории — как и того, возможна ли была бы жизнь на Земле, не будь этой катастрофы — мы разбирали в статье «Бесценный спутник».
Стоит сказать, что, по результатам самых тщательных компьютерных симуляций подобного столкновения, Луна должна примерно на 80% состоять из вещества того «аварийного» космического тела, и лишь на 20% — из материала самой Земли. Но эти выводы плохо согласуются с тем, что нам стало известно, исходя из анализа состава реальных проб грунта, доставленных с Луны: их изотопный состав практически ничем не отличается от земного.
Некоторые специалисты полагают, что это может объясняться очень «тщательным» перемешиванием пыли, которое прошло перед тем, как она сформировала твердое тело. Однако другие возражают им: подобным перемешиванием можно было бы объяснить совпадающее относительное содержание изотопов легких элементов (например, кислорода), но не более тяжелых (хрома, неодима или вольфрама).
Решить эту проблему может другая теория происхождения спутника, «гипотеза центробежного отделения», по которой Луна появилась одновременно с Землей из единого, быстро вращавшегося «кома» раскаленной породы. Исключительно быстрое вращение в какой-то момент привело к тому, что в добавку к центробежным силам было достаточно даже легкого притока энергии, чтобы «ком» разорвался на два, впоследствии ставшие планетой и ее спутником. Эта гипотеза насчитывает уже около 150 лет от роду, но в настоящее время ее почти с полной уверенностью отбрасывают: кроме того же космического столкновения, трудно назвать иной источник энергии, способный вырвать из молодой Земли кусок размерами с целую Луну.
Впрочем, новое дыхание гипотезе может дать недавняя работа американца Роба Де Мейера (Rob de Meijer) и голландца Вима Ван Вестренена (Wim van Westrenen). Их идея состоит в том, что мощные центробежные силы, действовавшие в такой системе, должны были привести к постепенному повышению содержания очень тяжелых элементов у поверхности Земли, причем ближе к ее экватору. Среди этих элементов нас особенно интересуют уран и торий.
По сути, быстро вращавшаяся молодая планета была огромной естественной центрифугой, действовавшей, как единый комбинат по обогащению ядерного топлива. Высоких концентраций этих радиоактивных веществ в какой-то момент оказалось достаточно для того, чтобы запустить цепную ядерную реакцию. Вот вам и источник энергии!
Вопрос в том, насколько высокой должна быть концентрация этих элементов, и возможно ли достичь ее в интересующих нас условиях. Де Мейер и Ван Вестренен провели теоретические расчеты, показав, что все это вполне возможно. Они полагают, что именно мощнейший ядерный взрыв некогда сотряс молодую планету, выбросив в космос огромные объемы вещества, со временем превратившиеся в наш симпатичный спутник.
Ученые сами предлагают и способ убедиться в справедливости своих выводов. По их словам, отличным косвенным признаком, свидетельствующим о том, что некогда взрыв состоялся, может служить наличие в составе лунной породы изотопов гелия-3 и ксенона-136, верней — их изобилие. Как раз эти изотопы и должны были бы сформироваться в ходе ядерного взрыва. Так что стоит лишь детальнее изучить состав Луны, установив их точные содержания. Но задача эта не из легких.
Дело в том, что эти вещества могут оказываться на Луне и в результате действия другого механизма: их приносит сюда солнечный ветер, исходящий от звезды поток заряженных частиц, в том числе и интересующих нас изотопов. За миллиарды прошедших с момента формирования Луны лет этот ветер должен был нанести их в изрядном количестве, так что для начала следует точно определить степень влияния солнечного ветра на состав лунной породы.
Но вообще естественные ядерные «геореакторы» — не просто оригинальное предположение теоретиков, они существуют в реальности. Самый известный из естественных реакторов находится близ Окло в африканском Габоне, как раз неподалеку от экватора. Доказано, что еще 1,5 млрд лет назад он был активен, и именно его деятельность оставила здесь внушительные запасы урана, который сегодня добывается для нужд энергетики и войны.
По сообщению physics arXiv blog
