Самый большой кратер раскрывает секреты образования Луны

Новый анализ материала, выброшенного в результате удара бассейна Южный полюс и Эйткена, позволил ученым уточнить график развития лунной мантии и коры, используя радиоактивный торий, чтобы раскрыть порядок событий.

"Эти результаты, - написала группа исследователей во главе с геологом-планетологом Дэниелом Мориарти из Центра космических полетов имени Годдарда NASA, - имеют важное значение для понимания образования и эволюции Луны".

Он возник в результате гигантского удара около 4,3 миллиарда лет назад, когда Солнечная система была еще младенцем. В это время Луна все еще была довольно теплой и податливой, и удар должен был "разбрызгать" значительное количество материала из-под поверхности.

Поскольку бассейн находится на обратной стороне Луны, изучать его было не так просто, как сторону Луны, которая обращена к нам. Исследователи провели новую симуляцию схемы брызг от удара Южный полюс и Эйткена и обнаружили, что место, где должен был упасть выброс, соответствует отложению тория на поверхности Луны.

Одна из особенностей Луны заключается в том, что ближняя и дальняя стороны сильно отличаются друг от друга. Ближняя сторона - всегда обращенная к Земле - покрыта темными пятнами. Это лунные моря, широкие равнины из темного базальта, образовавшиеся в результате древней вулканической активности внутри Луны.

Напротив, дальняя сторона намного бледнее, с меньшим количеством базальтовых пятен и намного большим количеством кратеров. Корка на обратной стороне тоже более толстая, и у нее другой состав, чем на ближней стороне.

Большая часть обнаруженного нами тория находится на ближней стороне, поэтому его присутствие обычно интерпретируется как связанное с разницей между двумя сторонами. Но связь с выбросом в результате удара Южного полюса и Эйткена говорит о другом.

Торий Луны откладывался в период, известный как Океан Лунной Магмы. В это время, примерно от 4,5 до 4,4 миллиарда лет назад, Луна, как полагают, была покрыта расплавленной горной породой, которая постепенно охлаждалась и затвердевала.

Во время этого процесса более плотные минералы опускались на дно расплавленного слоя, формируя мантию, а более легкие элементы всплывали наверх, чтобы сформировать кору. Поскольку торий нелегко включить в минеральные структуры, он оставался бы в расплавленном слое, зажатом между этими двумя слоями, опускаясь только вниз к ядру во время или после кристаллизации коры и мантии.

Согласно новому анализу, когда произошло столкновение Южного полюса и Эйткена, он извлек из этого слоя целую связку тория, разбрызгивая его по лунной поверхности на ближней стороне.

Это означает, что удар должен был произойти до того, как просохнет слой тория. Это также предполагает, что слой тория в то время должен был быть глобально распределенным, а не концентрироваться на ближней стороне Луны.

Удар Южного полюса и Эйткена также расплавил породу с большей глубины, чем выбросы. По своему составу он сильно отличается от материала, распыляемого по поверхности, с очень небольшим количеством тория. В свою очередь, это говорит о том, что во время удара верхняя мантия имела два разных по составу слоя, которые были обнажены по-разному.

С тех пор материал от ударных брызг был покрыт кратерами, выветриванием и вулканической активностью более 4 миллиардов лет, но команде удалось обнаружить несколько нетронутых месторождений тория в недавних ударных кратерах. Это будут важные места для посещения в будущих лунных миссиях.

"Образование бассейна Южный полюс - Эйткен - одно из самых древних и важных событий в истории Луны. Оно не только повлияло на термическую и химическую эволюцию лунной мантии, но и сохранило неоднородный мантийный материал на поверхности Луны в виде выброс и удар расплав", - написали исследователи в своей статье .

"Поскольку мы вступаем в новую эру международных и коммерческих исследований Луны, эти мантийные материалы на поверхности Луны должны считаться одними из самых приоритетных целей для развития планетарной науки".