|
Неожиданные данные о бурном прошлом Луны
|
|
|
|
Когда через несколько лет астронавты приземлятся вблизи южного полюса Луны в рамках программы НАСА "Артемида", они, вероятно, обнаружат неожиданную сокровищницу подсказок, которые могут помочь ученым лучше понять, как появился единственный естественный спутник Земли. Это согласно новому исследованию, проведенному Джеффри Эндрюс-Ханной, ученым-планетологом из Университета Аризоны.
|
|
|
|
Опубликованная в журнале Nature статья также представляет собой краткий обзор бурного прошлого Луны, который может помочь объяснить давние загадки, например, почему изрезанная кратерами дальняя сторона Луны так резко отличается от ее гладкой ближней стороны, которая послужила фоном для высадки "Аполлона" на Луну в 1960-х и 1970-х годах.
|
|
|
|
Примерно 4,3 миллиарда лет назад, когда Солнечная система была еще в зачаточном состоянии, гигантский астероид врезался в обратную сторону Луны, образовав огромный кратер, известный как бассейн Южного полюса-Эйткена, или SPA.
|
|
|
|
Этот ударный кратер является крупнейшим кратером на Луне, его протяженность составляет более 1200 миль с севера на юг и 1000 миль с востока на запад. Продолговатая форма впадины является результатом скользящего удара, а не лобового.
|
|
|
|
Сравнивая форму SPA с другими гигантскими ударными бассейнами по всей Солнечной системе, Эндрюс-Ханна и его команда обнаружили, что эти особенности сужаются в направлении уменьшения радиуса действия и приобретают форму, напоминающую каплю или авокадо.
|
|
|
|
|
|
|
Опровергая общепринятое мнение о том, что SPA образовался в результате падения астероида с южного направления, новый анализ показывает, что форма SPA сужается к югу, что указывает на то, что столкновение произошло с севера. Нижняя часть бассейна должна быть покрыта толстым слоем материала, извлеченного из недр Луны в результате удара, в то время как верхняя часть не должна быть покрыта, объяснил Эндрюс-Ханна.
|
|
|
|
"Это означает, что миссии Artemis будут приземляться на дальнем краю бассейна - лучшем месте для изучения крупнейшего и старейшего ударного бассейна на Луне, где должна скапливаться большая часть выброшенного материала из недр Луны", — сказал он.
|
|
|
|
В своей статье группа ученых представляет дополнительные доказательства, подтверждающие влияние на луну в южном направлении, полученные на основе анализа рельефа, толщины земной коры и состава поверхности. Кроме того, по словам авторов, результаты дают новые сведения о внутренней структуре Луны и ее эволюции во времени.
|
|
|
|
Долгое время считалось, что ранняя Луна была расплавлена энергией, выделившейся во время ее формирования, в результате чего образовался океан магмы, покрывающий всю Луну. По мере кристаллизации этого океана магмы тяжелые минералы оседали, образуя лунную мантию, в то время как легкие минералы всплывали, образуя кору. Однако некоторые элементы были исключены из твердой мантии и коры и вместо этого сконцентрировались в конечных жидкостях океана магмы.
|
|
|
|
Эти "остаточные" элементы включали калий, редкоземельные элементы и фосфор, которые в совокупности называются "KREEP" — первая буква аббревиатуры отражает символ калия в периодической таблице элементов, "K". По словам Эндрюса-Ханны, было обнаружено, что эти элементы особенно распространены на окололунной орбите. сбоку.
|
|
|
|
"Если вы когда-нибудь оставляли банку газировки в морозилке, то, возможно, замечали, что, когда вода затвердевает, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы не застывает до самого конца и вместо этого концентрируется в последних каплях жидкости", - сказал он. "Мы думаем, что нечто подобное произошло на Луне с KREEP".
|
|
|
|
По мере того, как она охлаждалась в течение многих миллионов лет, океан магмы постепенно затвердевал, образуя кору и мантию. "И в конце концов вы достигаете точки, когда между мантией и земной корой остается лишь крошечный кусочек жидкости, и это богатый крипами материал", - сказал он.
|
|
|
|
"Весь богатый крипом материал и тепловыделяющие элементы каким-то образом сконцентрировались на ближней стороне Луны, что привело к ее нагреву и интенсивному вулканизму, который сформировал темные вулканические равнины, благодаря которым с Земли хорошо видно "лицо" Луны", - говорит Эндрюс- Ханна.
|
|
|
|
Однако причина, по которой богатый крипом материал оказался на ближней стороне, и как этот материал эволюционировал с течением времени, так и осталась загадкой.
|
|
|
|
Кора Луны намного толще на обратной стороне, чем на ближней, обращенной к Земле, - асимметрия, которая по сей день озадачивает ученых. Эта асимметрия повлияла на все аспекты эволюции Луны, включая последние стадии формирования океана магмы, сказал Эндрюс-Ханна.
|
|
|
|
"Наша теория заключается в том, что по мере того, как кора утолщалась на дальней стороне, океан магмы под ней выдавливался в стороны, как зубная паста выдавливается из тюбика, пока большая ее часть не оказалась на ближней стороне", - сказал он.
|
|
|
|
Новое исследование ударного кратера SPA выявило поразительную и неожиданную асимметрию вокруг впадины, которая подтверждает именно этот сценарий: слой извержения на его западной стороне богат радиоактивным торием, но не на его восточной стороне.
|
|
|
|
Это говорит о том, что рана, оставленная ударом, образовала окно в поверхности Луны прямо на границе, отделяющей кору, под которой находятся последние остатки обогащенного КРИПОМ океана магмы, от "обычной" коры.
|
|
|
|
"Наше исследование показывает, что распределение и состав этих материалов соответствуют прогнозам, которые мы получаем, моделируя последние этапы эволюции океана магмы", - сказал Эндрюс-Ханна.
|
|
|
|
"Последние остатки лунного океана магмы оказались на ближней стороне, где мы видим самые высокие концентрации радиоактивных элементов. Но в более раннее время под частями дальней стороны должен был существовать тонкий и неоднородный слой океана магмы, что объясняет радиоактивный выброс с одной стороны бассейна SPA-импакт."
|
|
|
|
Многие загадки, связанные с самой ранней историей Луны, все еще остаются загадками, и как только астронавты доставят образцы на Землю, исследователи надеются найти еще больше фрагментов головоломки.
|
|
|
|
По словам Эндрюс-Ханны, данные дистанционного зондирования, собранные орбитальными космическими аппаратами, подобными тем, которые использовались для этого исследования, дают исследователям общее представление о составе поверхности Луны. Торий, важный элемент в материалах, богатых KREEP, легко обнаружить, но провести более детальный анализ его состава гораздо сложнее.
|
|
|
|
"Эти образцы будут проанализированы учеными по всему миру, в том числе и здесь, в Университете Аризоны, где у нас есть самое современное оборудование, специально разработанное для такого рода анализов", - сказал он.
|
|
|
|
"С Artemis у нас будут образцы для изучения здесь, на Земле, и мы будем точно знать, что это такое", - сказал он. "Наше исследование показывает, что эти образцы могут рассказать даже больше о ранней эволюции Луны, чем предполагалось".
|
|
|
|
Источник
|
