ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБРАЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЯ-ЛУНА

Abstract

Некоторые геохимические характеристики Луны плохо согласуются с гипотезой ее образования из мантии Земли. Мы предлагаем концепцию, альтернативную принятой в настоящее время гипотезе мегаимпакта. Показано, что 40% испарение материала хондритового состава дает материал, имеющий состав, близкий к лунному, включая низкое содержание железа. Как известно, испарение сопровождается изотопным фракционированием, в то время как в пределах точности измерений изотопный эффект в лунном грунте не обнаружен. Однако изотопное фракционирование может отсутствовать, если испарение осуществляется в равновесных условиях. Такие условия реализуются в облаке нагретых частиц. Для подтверждения этой концепции предлагается компьютерная модель образования Земли и Луны из общего облака примитивного (хондритового) состава. Модель основана на модифицированном методе динамики частиц. Мы вводим следующие дополнения к взаимодействию частиц: дальнодействующее гравитационное притяжение, короткодействующее вязко-упругое взаимодействие при столкновениях и газодинамическое отталкивание, связанное с испарением вещества с поверхности частиц. Показано, что газодинамическое отталкивание приводит к уменьшению энергии взаимодействия, допуская фрагментацию облака при значении кинетического момента, соответствующем системе Земля-Луна. Компьютерное моделирование показывает, что в результате аккумуляции рассеянного пылевого материала из двух образовавшихся тел тело большей массы растет быстрее. Поэтому Луна сохранила относительно низкое содержание железа, в то время как Земля аккумулировала большую часть оставшегося пылевого облака, приобретая при этом высокое содержание железа. Если предлагаемая модель справедлива, то это приводит к необходимости пересмотра современной концепции образования планетно-спутниковых систем.