Палеоядерная бомба: как Луна образовалась благодаря ядерной реакции
Считается, что самым мощным ядерным взрывом в
истории было испытание советской бомбы АН602 мощностью более 50
мегатонн тротилового эквивалента. Но на самом деле это не так: самый
мощный взрыв такого рода прогремел намного раньше. Его последствия можно
видеть каждую ночь.
Приручение ядерного распада,
то есть разработка ядерных реакторов и ядерных бомб, без всякого
сомнения, оказало огромное влияние на политическую обстановку. Ну и,
конечно же, это можно считать одним из самых крупных достижений XX века в
области прикладной науки. Но великие умы, осуществившие цепную реакция
деления атомных ядер, совершенно напрасно приписывали себе первенство в
этом вопросе. Такая реакция на нашей планете уже происходила.
Столкновение с Землей Традиционная
импактная (ударная) теория происхождения Луны, ставшая общепринятой в
конце 1970-х годов, описывает этот процесс так. Крупное космическое тело
(гипотетическая планета Тейя размером примерно с Марс) примерно 4,5
млрд лет назад столкнулась с юной, еще горячей, Землей. Осколки этого
космического тела, как и те, которые были выбиты с Земли, оказались на
орбите, где постепенно под действием сил гравитации «слиплись» и остыли,
образовав знакомый нам спутник планеты.
Однако в последнее
десятилетие ученые находят в этой теории некоторые неувязки. Методы
компьютерного моделирования показывают, что при таком процессе Луна
примерно на 70−80% должна состоять из материала Тейи, и лишь на 20−30% —
из земного. Между тем, современные точные методы анализа изотопного
состава лунного грунта, доставленного на Землю американскими
экспедициями «Аполлонов» (в том числе образцы вулканического
происхождения, предположительно с глубины в десятки километров) и
советскими автоматическими станциями, позволяют сказать, что по
соотношению ключевых изотопов (кислород, хром, титан, калий, кремний, а
также пары гафний-титан и самарий-неодим) земные силикаты (мантия +
кора) и лунный грунт очень близки. Более того, по изотопному составу
силикаты Земли и Луны отличаются от каменных метеоритов (хондритов),
которые считаются «кирпичиками», из которых построена кора каменистых
планет. Учитывая разницу в условиях формирования Земли и гипотетической
Тейи, такую идентичность сложно объяснить в рамках импактной теории.
Теория Дарвина и другие Альтернативные
гипотезы происхождения Луны имеют давнюю историю. Первую такую гипотезу
в 1879 году предложил еще Джордж Дарвин, сын Чарльза Дарвина. В
гипотезе Дарвина Луна была сформирована из материала земной мантии, и
«отпочковалась» от горячей Земли под действием центробежных сил и
приливных сил Солнца (в дальнейшем эта гипотеза была опровергнута
расчетами, которые показали, что приливные эффекты недостаточно сильны).
В дальнейшем на основе этой гипотезы были построены различные варианты,
но все они требовали очень быстрого вращения Земли, которое, судя по
моменту импульса современной системы Земля-Луна, вовсе не имело места.
Так что основное слабое место этих «безимпактных» гипотез — это
отсутствие источника энергии, способного выбросить на орбиту изрядное
количество земного вещества. А энергии нужно много — согласно несложным
расчетам, порядка 2,5*1030 Дж, и выделиться она должна была очень
быстро.
Подземная ядерная промышленность Между тем,
человечеству знаком источник подобной энергии — это ядерная бомба.
Правда, он сугубо рукотворный. Однако несколько лет назад физик Роб де
Мейер из Университета Западного мыса в Кейптауне (ЮАР) и геохимик Вим
ван Вестренен из Свободного Университета в Амстердаме выдвинули
интересное предположение. Основываясь на распределении редкоземельных
элементов самария и неодима в земной мантии, они предположили, что в
древности между корой и мантией мог существовать «скрытый резервуар»,
обогащенный литофильными элементами, в том числе ураном и торием.
Фактически в этом резервуаре могли сложиться подходящие условия для
того, чтобы началась ядерная реакция — в точности такая, как происходит в
реакторах-размножителях на быстрых нейтронах, которые используются в
ядерной промышленности для получения делящихся материалов для ядерного
оружия, в частности, для наработки плутония. Однако
реактор-размножитель, не имеющий замедлителя нейтронов, требует
достаточно высоких концентраций делящихся элементов, а согласно расчетам
ученых, концентрация радиоактивных элементов в «скрытом резервуаре» на
момент формирования Луны была примерно в 20 раз меньше, чем требуется
для достижения критичности. Работать такой реактор попросту не мог.
Красная кнопка Для
того чтобы запустить древний геореактор, требовалось «нажать на
кнопку». В качестве кнопки, согласно расчетам Владимира Анисичкина и
Дмитрия Воронина из новосибирского Института гидродинамики им. М.А.
Лаврентьева Сибирского отделения РАН, мог выступить совсем небольшой
астероид диаметром всего лишь около 100 км, столкнувшийся с Землей на
скорости около 30 км/c. Энергия такого удара значительно меньше той,
которая необходима для формирования Луны, но она послужила детонатором. В
результате прохождения ударной волны от столкновения давление в зоне
«скрытого резервуара» между мантией и корой возросло до десятков
миллионов атмосфер, в результате чего геореактор из подкритического стал
критическим. Разогрев и цепная реакция радиоактивного распада привели к
еще большему увеличению критичности, и реактор «пошел в разнос»,
превратившись в гигантскую ядерную бомбу. Взрыв этой бомбы за несколько
миллисекунд освободил энергию, эквивалентную примерно 10¹⁵ мегатонн,
превратив окружающее вещество в плазму с температурой 10 млрд К, которая
и «выдула» земное вещество на орбиту. Последствия этого взрыва мы видим
на небе в ясные ночи.
Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения.
Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.
