Независимо от того, где вы находитесь на Земле, вы можете видеть только одно сторону Луны. Другая ее сторона вечно отвернута от нашей планеты, и эта обратная сторона гораздо более испещрена кратерами, чем та, что обращена к нам.
Видимая сторона Луны покрыта лунными морями, обширными равнинами вулканического базальта, которые выглядят как темные пятна, когда мы смотрим на наш спутник. Причина этого двуликого вида оставалась загадкой, которая сохранялась с тех пор, как первый космический корабль облетел Луну в 1960-х годах. Но новая симуляция могла бы решить загадку эпохи Аполлона.
Соединяя воедино различные особенности, компьютерные модели подтверждают идею о том, что массивное лунное ударное столкновение когда-то дало о себе знать на поверхности видимой стороны Луны в потоках лавы. Различия более чем глубоки, поскольку они также отражаются в различных геологических составах на каждой стороне Луны.
Астрономы давно подозревали, что видимая сторона когда-то была покрыта морем магмы, которая при охлаждении сглаживала скалистый ландшафт, создавая темные пятна, которые мы видим сегодня. Но причина-триггер этой вулканической активности вызывает споры.
Новое исследование показывает, что древнее столкновение с южным полюсом Луны изменило характер конвекции в лунной мантии, сконцентрировав ряд элементов, производящих тепло, на видимой стороне. Эти элементы сыграли роль в создании огромного лунного моря, видимого с Земли. Фото: Matt Jones
Массивный кратер на южном полюсе Луны, известный как бассейн Южный полюс — Эйткен (South Pole–Aitken, SPA), может объяснить различия.
Этот бассейн является ударным следом одного из крупнейших и старейших столкновений на Луне. Моделирование показывает, что событие SPA, которое произошло около 4,3 миллиарда лет назад, произошло как раз в нужное время и в нужном месте, чтобы инициировать изменения только на одной стороне лунной мантии.
Огромнейшее количество тепла, образовавшееся в результате ударного столкновения, могло нагреть верхнюю часть мантии на видимой стороне до такой степени, что, по мнению экспертов, привело бы к концентрации калия, редкоземельных элементов, фосфора, и тепловыделяющих элементов, таких как торий.
На сегодняшний день, именно такой состав ученые обнаружили в образцах лунных пород с видимой стороны, особенно в Procellarum KREEP Terrane (PKT), большой области, известной этой композиционной аномалией.
«Мы показываем, что при любых возможных правдоподобных условиях в то время, когда сформировался SPA, он в конечном итоге концентрирует эти выделяющие тепло элементы на видимой стороне», — объясняет планетолог Мэтт Джонс из Университета Брауна.
«Мы полагаем, что это способствовало плавлению мантии, и в результате образовались потоки лавы, которые мы видим на поверхности».
На видимой стороне Луны (слева) преобладают обширные вулканические отложения, а на обратной стороне (справа) их гораздо меньше). Почему две стороны настолько различны, являлось длительной лунной загадкой. Фото: Public Domain
Последствия события SPA, вероятно, продолжались сотни миллионов лет.
В моделировании, самая древняя вулканическая равнина видимой стороны Луны изверглась 200 миллионов лет после ударных событий. Фактически, интенсивные эпизоды вулканической активности продолжались на видимой стороне Луны до 700 миллионов лет после удара.
По мнению экспертов, причина, по которой эта сторона Луны сильнее отреагировала на удар, заключается как в том, где место удара сосредотило перенос тепловыделяющих материалов, так и в незначительных изменениях гравитации (силы тяжести).
В каждом рассмотренном исследователями сценарии, верхняя мантия в южном полушарии нагревалась и начинала течь к северному полушарию, путешествуя по видимой стороне.
Между тем, верхняя мантия на обратной стороне оставалась слишком холодной, чтобы распределять тот же материал аналогичным образом.
Это различие вполне могло породить асимметрию, наблюдаемую в двух лицах Луны.
«Как сформировался PKT, пожалуй, самый важный открытый вопрос в науке о Луне», — говорит Джонс.
«И столкновение SPA — одно из самых значительных событий в истории Луны. Эта работа объединяет эти две вещи, и я думаю, что наши результаты действительно впечатляют».
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Источник: Brown University.
