3.2二重惑星の形成地球-月

地球と月は実際には二重惑星系を形成しています。 彼らの相互の影響力は今では大きくはありませんが、かなり顕著です。 しかし、このシステムの初期の進化段階では、それは非常に強かったです。 それは両方の惑星の進化過程において壊滅的な結果と根本的な変化をもたらしました。

だからこそ、地球と月の起源を一緒に見直していきます。 地球の進化とその地球力学に捧げられたこのモノグラフの月への注目の高まりを正当化するために、月は、私たちの惑星の衛星として、古生代の地球の構造進化を開始し、実質的に活性化するトリガーメカニズムとして機能したことをここで述べなければならない。 その上、月は私たちの惑星を回転させました。 知られているように、磁場の起源は回転に関連している。 その上で、月の捕獲軌道は地球の回転軸の初期傾斜を定義し、それがすべての初期の気候ゾーニングの原因でした。 さらに、月は地球の進化を加速することによって、高度に組織化された生命の表面上の出現を予め決めていたことを確実に述べているかもしれません。

これらは、もちろん、地球–月の二重惑星と月の適切な進化理論を発展させなければ解くことが不可能な純粋な地上の問題です。

前節では、地球–月系形成の従来の概念ではなく、より巨大な惑星であるプロト-ルナのロシュ限界での潮汐破壊による起源の著者(Sorokhtin、1988)によって開発された新しいモデルについて説明した。 このモデルは、Ushakovとの出版物(Sorokhtin and Ushakov、1989a、b、2002)に記載されています。

地球と衛星の組成、構造、地質学的進化に関する現代の知識の集合体全体を他のモデルよりもよく説明しているように見えます。 また、地球の軸回転の起源と、地球と月の間の運動モーメントの既存の分布についても説明します。

私たちの信念では、月の起源に関する適切な理論を構築するための主要な困難は、鉄、siderophilic、およびchalcophylic元素の劇的な貧困である。 平均的な月の密度(pL=3.34g/cm3)から判断すると、鉄–ニッケル相の5%以下(Ringwood1975a、b、1979)、または月のマントルの平均FeO濃度を考慮すると、重い画分の13-14%に過ぎない。 これは、炭素質コンドライトの非分化物質(22%)、特に地球の物質(ほぼ37%)の平均鉄化合物含有量よりもはるかに低い。

これらの違いを考慮して、太陽系の他の地域では、鉄化合物が乏しく、その後地球の重力場によって捕獲されたという仮説が提案された(Alfven、1954、1963;Urey、1972)。

このグループの仮説には2つの欠点があります。

まず、月のような大きな宇宙体の遠い軌道から重力が捕獲される確率は、消えていくほど小さい(実質的にゼロ)。 第二に、最も原始的な炭素質コンドライト中のその含有量が約2倍の大きさであるとき、月の物質がなぜ鉄が不足しているのかについての説明を思い付くことは不可能です。 さらに、炭素質コンドライトは揮発性で非常に可動性のある元素が豊富であるのに対し、月はそれらの中で劇的に貧困になっています。

太陽系の遠い地域からの大型衛星の地球による捕獲を説明することが困難であったため、別の仮説群が形成された。 今、月は地球の形成領域に現れ、それと一緒に二重惑星システムを作りました。

そのような仮説の中で最も発展しているのは、Ruskol(1960-1975)によるものである。 同様の仮説はHarris and Kaula(1975)によって示唆された。 これは、地球が現在の質量のわずか0.1を持っていた時に始まった地球と月の共同降着を提案しています。 これらの仮説によると、月は約10の地球半径の距離でその成長の大部分の間に形成されていた。

これらの仮説は、原始惑星系物質の単一の貯水池から私たちの惑星が出現することを仮定しています。 しかし、彼らはまた、鉄とsiderophilic元素の月の欠乏だけでなく、月の物質の分化の高度と放射性鉛の主要な204pbへの比率の”竜巻”値を説明することができませんでした。 さらに、これらのモデルは、地球の軸方向の回転が当初から存在し、衛星の回転と同じ方向に作用するが、衛星の軌道の回転軸速度を超える自転の角速度で作用するという仮定に基づいていた。

興味深いのは、月の捕獲とそれに続く軌道の潮汐進化に関するGerstenkorn(1967)の仮説である。 この進化の間、月はロシュ限界、すなわち衛星から中央植物までの最も近い距離に近づいた(近い距離では、巨大な衛星は惑星の重力場によって破壊さ この概念の下でも、月は生まれてから私たちの時代まで変わらなかったので、月の物質に既存の鉄欠乏の起源についての説明はありませんでした。 その上、Gerstenkornの計算にはいくつかのエラーがあります。 Hannes and Alvénの仮説(1963年)では、月はロシュ限界に近い軌道に地球によって捕獲された衛星であると記述されている。 現在の軌道は、地球との潮汐相互作用によって形成された。

前述したように、月はその鉄含有量の点で異常です。 同時に、その玄武岩は、地球の海洋中層の原始的な玄武岩との組成が素晴らしく近い。 酸素同位体データはまた、月と地球の「同族」の起源と、炭素質隕石と通常のコンドライト隕石の異なる起源をサポートしています。 それに基づいて、Ringwood(1975a,b,1979)は、月の物質と地球のマントル物質との地球化学的親和性を説得力を持って示すことができました。 しかし、リングウッドはこの事実からかなりエキゾチックな推論を行った:その形成と密なコアの分離の直後に、地球は急速にスピンアップし、そのように形成された自転不安定性のために、大きな塊がそのマントルから引き裂かれ、後に月になった。

これは、チャールズ-ダーウィンの息子で才能のある地球物理学者であるダーウィン(1865年)によって約百年前に提唱された古いアイデアです。 残念ながら、この仮説も機械的に間違っていました。

月の起源を扱う際には、ケイ酸塩からの鉄の分離とsiderophilic元素の実質的な貧困につながったその分化の極端な程度を考慮する必要があります。 このような物質の完全な分化は、かなり大きく溶融した惑星の体内でのみ発生した可能性があります。

これは捨てることができない重要なポイントです。 月が最初に溶けた惑星から形成されたことは、特に、カルシウム長石のアノルトサイトからなる厚い(最大80km)アノルトサイトの地殻の組成によって支持されている。 このような厚い地殻は、現在の月の3〜4倍の大きさの大きな宇宙体の完全に溶けた物質からしか分離できませんでした。 月のアノルトサイト年代決定(Tera and Wasserburg、1974)から見つかったように、このプロセスは約4.6–4.4前に、すなわち地球–月系の形成に近い時期に起こっていた。 したがって、親月体が適切な月の形成の前にfool惑星の融解と分化を受けたことを期待するのはもっともらしいです。

月の起源仮説にとって重要な第二の、そして非常に注目すべき事実を考慮する必要があります。 地球-月系の全回転運動量は、衛星と中央惑星が互いにロシュ限界距離に位置し、同期軸回転速度を持っていた状況に適合しています。 それは単なる偶然ではありません。 それどころか、それは、その起源の間の月が実際にロシュ限界にあり、破壊された可能性がある状況の説得力のある証拠です。

提供されたデータと考察に基づいて、月は、隣接する(最も近い)軌道から成長する地球によって捕獲され、ロシュ限界で地球の重力場によって破壊された、より大きな惑星である原始月の残骸であるということは非常に妥当であると思われる。 同様の考察は、定性的な形で、以前にWood and Mitler(1974)とOpik(1961)によって出版されました。 これらの考えと同様に、我々は以前に提案した(Sorokhtin、1988)月が唯一の残骸として形成された仮説、ロシュ”バブルの破壊から保存された溶けて完全に分化した原”

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