Луна младше Земли на 40 миллионов лет — но хранит её древние тайны

Луна — ближайшее к Земле небесное тело и единственный естественный спутник нашей планеты. Однако, несмотря на тысячи лет наблюдений и десятки миссий, учёные до сих пор не пришли к единому мнению, как именно она появилась. Существует несколько теорий, и каждая по-своему объясняет загадки происхождения Луны.

Возраст и особенности спутника

Земля старше Луны примерно на 40 миллионов лет. По массе Луна составляет около 1,2% от земной, а по диаметру — лишь в 3,6 раза меньше. Для спутника это необычное соотношение: ни у одной другой планеты Солнечной системы нет столь крупного спутника по отношению к самой планете.

Первым, кто попытался рассчитать размеры Луны, был древнегреческий астроном Аристарх Самосский. Он сделал это по наблюдениям за лунными затмениями и ошибся совсем немного, посчитав, что Луна в три раза меньше Земли.

Система Земля-Луна обладает необычно большим угловым моментом импульса - своего рода "энергией вращения", как будто это одна гигантская карусель. Именно эта особенность породила множество гипотез о происхождении спутника.

Теория "большого удара"

Наиболее признанная версия возникновения Луны — гипотеза гигантского столкновения. Согласно ей, около 4,5 миллиарда лет назад в Землю под острым углом врезалось тело размером с Марс, которое учёные условно называют Тейя. В результате удара часть вещества была выброшена на орбиту и со временем сформировала Луну.

Эта гипотеза объясняет размеры спутника, его орбиту и вращение. Но остаётся одно противоречие: если Луна образовалась из смеси земного вещества и обломков Тейи, их изотопный состав должен отличаться. Однако анализ лунных пород показал почти полную идентичность состава Земли и Луны.

В 2017 году астрофизики Саймон Лок и Сара Стюарт предложили обновлённую версию: в момент столкновения оба тела почти полностью расплавились и образовали гигантский вращающийся диск раскалённого вещества — синестию. При охлаждении из этого "пончика" постепенно отделились два тела — Земля и Луна.

Эта модель объединяет гипотезу Джорджа Дарвина о "делении" Земли из-за быстрого вращения и классическую теорию столкновения. Но пока она остаётся недоказанной.

Приливы, отливы и споры великих учёных

Одним из первых загадку приливов пытался объяснить Иоганн Кеплер, предположив, что Луна притягивает земные воды. Его современник Галилео Галилей отверг идею, решив, что приливы вызываются движением Земли вокруг Солнца. А Рене Декарт и вовсе считал, что Луна "давит" на океан через эфир.

Истину установил Исаак Ньютон, создав теорию всемирного тяготения. Он доказал, что именно гравитация Луны вызывает подъем и спад уровня моря, а её влияние на приливы более чем в два раза сильнее солнечного.

Сегодня известно, что на форму приливов влияют не только Луна и Солнце, но и рельеф морского дна, очертания берегов, течение, ветер и атмосферное давление.

Любопытно, что в большинстве мест на Земле два прилива и два отлива в сутки, но в некоторых — только один. Причина в наклоне орбиты Луны к земному экватору: когда спутник удалён от экватора, обычный цикл нарушается.

Как измеряют приливы

Современные таблицы приливов и отливов составляются для каждого порта и отличаются высокой точностью. Существуют и долгосрочные прогнозы, применяемые, например, при строительстве приливных электростанций.

Однако полностью предсказать силу приливов сложно — на них влияют изменения климата, атмосферного давления и температуры океанов. В мире действует около десяти приливных электростанций, большинство из них — экспериментальные.

В России работает Кислогубская приливная электростанция в Баренцевом море — вторая старейшая в мире. Она начала вырабатывать энергию ещё в 1968 году и до сих пор используется как исследовательский объект.

Любопытные факты о Луне

1. Луна постепенно удаляется от Земли со скоростью около 3,8 сантиметра в год. Через сотни миллионов лет земные сутки станут длиннее.

2. На Луне нет атмосферы, поэтому следы астронавтов могут сохраняться миллионы лет.

3. Температура поверхности колеблется от +120 °C днём до -170 °C ночью.

4. Лицо Луны всегда обращено к Земле - спутник синхронизирован с вращением планеты.

5. Без Луны климат Земли был бы хаотичнее, а наклон оси вращения колебался бы сильнее, делая жизнь на планете менее устойчивой.

Значение Луны для Земли

Луна стабилизирует ось вращения планеты, замедляет её скорость и формирует ритмы приливов и отливов, влияющие на экосистемы и климат. Без Луны жизнь на Земле могла бы выглядеть совершенно иначе: короткие сутки, ураганные ветра и нестабильные сезоны сделали бы планету гораздо менее пригодной для обитания.