Является ли железный дождь причиной различий между Землей и Луной?

Новые эксперименты показывают, что астероиды, врезавшиеся в Землю и Луну более 4 миллиардов лет назад, испарялись в железный туман. Результаты, опубликованные в Nature Geoscience, предполагают, что железный туман от высокоскоростных ударов этих астероидов двигался достаточно быстро, чтобы преодолеть гравитацию Луны, но оставался гравитационно связанным с более массивной Землей. Эти результаты могут помочь объяснить, почему химический состав Земли и Луны различается.

Химическое различие между Землей и Луной ставило под сомнение преобладающую теорию формирования Луны из того же вещества, что и Земля, после столкновения с планетой размером с Марс. Одна из проблем заключалась в том, что обилие сидерофильных (склонных к железу) элементов, таких как золото и платина, в мантии Земли в десятки-сотни раз выше, чем на Луне, хотя предполагалось, что оба тела получили позднюю добавку от астероидов.

Эксперименты Ричарда Крауса и его коллег на установке «Z-machine» в Национальной лаборатории Сандия показали, что железо испаряется при ударе астероида. Образовавшийся глобальный туман железных капель выпадал на Землю в виде металлического дождя, обогащая её мантию. Однако скорость этих капель превышала вторую космическую скорость для Луны, но была ниже земной. Как отметил Уильям Андерсон из Лос-Аламосской национальной лаборатории: «Луна, возможно, получила, но не удержала значительную часть поздней добавки».

Это означает, что Земля захватывала железные ядра сталкивавшихся астероидов, а Луна — нет, что объясняет химические различия. Результаты также могут указывать на то, что модели формирования земного ядра требуют пересмотра: ядро могло сформироваться гораздо раньше в истории планеты.