Рассчитать более точно возраст образования планеты ученые смогли, не выходя из лаборатории, довольствуясь лишь математическим моделированием. Поправка оказалась значительной.

Принято считать, что Земля со своим единственным естественным спутником образовалась в результате столкновения двух протопланет размером с Венеру и Марс. Энергия, выделившаяся при столкновении протоземли с гипотетической планетой Теей, расплавила и отбросила от места катастрофы огромную массу вещества, окружившего будущую Землю.

Оценивать возраст Земли и Луны ученым помогает анализ содержания вольфрама-182. Большая часть этого изотопа вольфрама образовалась благодаря радиоактивному распаду гафния-182 в первые 60 миллионов лет существования Солнечной системы. Эти элементы обладают разными химическими свойствами: гафний аккумулируется в силикатах, в то время как вольфрам образует связи с металлами. По этой причине на Земле большая часть вольфрама сосредоточена в ядре, а гафния – в веществе мантии.

Среди всех изотопов вольфрама, встречающихся в земной мантии, наиболее часто встречается 182W. Ученые считают, что этот изотоп – результат распада гафния, содержащегося в мантии еще до столкновения протоземли с другой планетой. "Проблема с этой интерпретацией была в том, успел ли вольфрам-182 опуститься из мантии в ядро во время первого его формирования", — пояснил Infox.ru Таис Даль, автор нового исследования из Института Нильса Бора при университете Копенгагена. Ответ на это вопрос мог бы дать корректировку возраста Земли и Луны: при современной концентрации в мантии вольфрама-182 Земля и Луна должны оказаться моложе, если перед столкновением протопланет вольфрам уйти из нее не успел.

Ученые смоделировали процесс осаждения более тяжелых элементов из мантии в условиях горячей протоземли и степень перемешивания разных элементов при ударе объектов подобной массы. Осаждение более плотных фракций в менее плотных физики описывают возникновением неустойчивостями Релея-Тейлора.

"Мы выяснили, что смешивание силикатов с железом во время образования ядра было не завершено, так что вольфрам-182, оставшийся от распада гафния, все еще присутствовал в мантии. Наши модели показали, что железные ядра протопланет, диаметр которых превышал 10 километров, во время столкновения не смешивались", — пояснил Даль. При этом оказалось, что на смешивание вещества двух объектов почти не влияет их первоначальная скорость. Исходя из этого ученые дали новую оценку общему возрасту Земли и Луны. "Образовавший Луну удар случился позже, чем думали раньше – минимум 60 миллионов лет спустя, когда весь гафний-182 распался в вольфрам, но не позднее 150 миллионов лет после образования Солнечной системы, возраст которой оценивается в 4,567 миллиарда лет", — добавил Даль.