Ученые раскрыли страшную тайну обратной стороны Луны

Когда астронавты программы NASA «Артемида» в ближайшие годы впервые высадятся вблизи южного полюса Луны, они окажутся в месте, которое ученые уже называют естественным «архивом рождения Луны». Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, проливает свет на одну из старейших и величайших тайн лунной геологии — как сформировалась наша спутница и почему ее ближняя и дальняя стороны настолько различаются, пишет Pravda.Ru.

Около 4,3 млрд лет назад, когда Солнечная система только формировалась, гигантский астероид столкнулся с обратной стороной Луны. Удар был настолько мощным, что оставил бассейн Южный полюс — Эйткен (South Pole-Aitken, SPA) — кратер длиной около 1900 км и шириной 1600 км. Это одна из самых крупных ударных структур в Солнечной системе.

По данным новой работы планетолога Джеффри Эндрюса-Ханны из Университета Аризоны, астероид вошел в лунную поверхность под углом с севера на юг, а не наоборот, как предполагалось раньше. Такой удар оставил характерный «каплевидный» след, сужающийся в направлении движения, и привёл к выбросу вещества из глубин лунных недр.

Эта часть впадины особенно интересна для учёных: именно там радиоактивные элементы, включая торий, собраны в необычно высокой концентрации.

Команда Эндрюса-Ханны сопоставила данные топографии, толщины коры и химического состава поверхности, чтобы понять, как удар сформировал лунный рельеф. Оказалось, что южная часть бассейна покрыта толстыми слоями выброшенных пород, тогда как северная сторона сохранила более тонкий слой.

Это различие объясняет распределение тепла и элементов внутри Луны и помогает ответить на вопрос, почему обратная сторона Луны усеяна кратерами, а ближняя — гладкая и покрыта лавовыми равнинами.

Ученые давно подозревали, что в ранние эпохи Луна была покрыта океаном магмы. Когда она остывала, плотные минералы опускались вниз, образуя мантию, а легкие поднимались вверх, формируя кору. Однако часть вещества не успела «встроиться» в эти слои и осталась в виде богатой расплавленной смеси — калия (K), редкоземельных элементов (REE) и фосфора (P). Так появилось понятие KREEP — своеобразного «остатка» лунного океана магмы.

«Это как банка газировки в морозилке: когда вода замерзает, сироп концентрируется в последних каплях жидкости. Мы думаем, что нечто подобное произошло на Луне с KREEP», — пояснил ученый Эндрюс-Ханна.

Именно породы, богатые KREEP, сконцентрировались на ближней стороне Луны, сделав ее более теплой и вулканически активной. В результате там возникли темные «моря» лавы, формирующие узнаваемое «лицо» Луны, видимое с Земли.

Одной из главных загадок остается толщина лунной коры: на обратной стороне она значительно толще. По мнению исследователей, это связано с тем, что по мере затвердевания океана магмы расплав выдавливался из-под утолщающейся коры дальней стороны, словно зубная паста из тюбика, и стекал к ближней. Именно там оказалась основная масса богатого радиоактивными элементами вещества.

Новые данные, полученные при анализе бассейна SPA, подтверждают эту гипотезу. На западном склоне впадины обнаружено высокое содержание тория и других радиогенных элементов, тогда как восточная сторона бедна ими. Это указывает на то, что удар пробил границу между двумя типами коры — обычной и насыщенной остатками магматического океана.

Астронавты программы «Артемида» высадятся именно на нижней границе бассейна Южный полюс — Эйткен, где концентрируются самые древние выбросы. Эти породы могут хранить следы первых миллиардов лет истории Луны, а значит, помогут понять, как формировались спутники планет вообще.