Обратная сторона Луны может быть холоднее ближней
Анализ образцов, доставленных китайской автоматической межпланетной станцией «Чанъэ-6», подтвердил, что недра на обратной стороне Луны могут быть холоднее, чем на видимой стороне. Это первое прямое доказательство давней гипотезы о фундаментальном различии двух лунных полушарий.
Группа исследователей из Китая под руководством Шенг Хэ из Пекинского научно-исследовательского института геологии урана проанализировала около 300 граммов лунного грунта, доставленного на Землю китайской автоматической межпланетной станцией «Чанъэ-6». Это был первый в истории образец реголита с обратной стороны Луны. Результаты их работы опубликованы в журнале Nature.
Сначала ученые уточнили возраст полученного образца. Для этого они использовали метод, основанный на анализе изотопов свинца, который надежно показывает, как уран со временем распадается на этот элемент. Выяснилось, что возраст породы составляет около 2,8 млрд лет.
Затем команда приступила к реконструкции термической истории пробы грунта. Сначала они проанализировали химический состав минералов и сравнили его с компьютерными моделями. Это позволило определить температуру кристаллизации породы — момент, когда лава затвердела. Оказалось, что она составляла около 1100℃ — на целых 100℃ холоднее, чем у аналогичных пород с видимой стороны Луны.
Затем ученые проанализировали химический состав образца, определив, при какой температуре находилась его «материнская порода», которая позже расплавилась в магму, а затем снова затвердела, превратившись в ту самую породу, которую собрал «Чанъэ-6» на обратной стороне Луны. Сравнив эти данные с образцами с ближней стороны, доставленными миссиями «Аполлон», исследователи снова выявили разницу примерно в 100℃. Изучив спутниковые данные с места посадки «Чанъэ-6» и сравнив их с аналогичными данными с видимой стороны, исследователи снова обнаружили температурный разрыв — на этот раз в 70℃.
Это открытие дает веское подтверждение давней гипотезе, которая объясняет, почему Луна так сильно отличается с двух сторон. Обратная сторона имеет более толстую кору, она более гористая и испещрена кратерами, а следов древнего вулканизма на ней значительно меньше. Главное объяснение этому феномену — неравномерное распределение теплопроизводящих элементов, таких как уран, торий и калий, которые выделяют тепло в процессе радиоактивного распада.
Считается, что эти элементы, наряду с фосфором и редкоземельными металлами, входят в состав особого лунного материала, известного как KREEP (К — калий, REE — редкоземельные элементы, P — фосфор). Согласно одной из теорий, после гигантского столкновения, в результате которого образовалась Луна, KREEP не был равномерно распределен по ее недрам. Возможно, это произошло из-за мощного удара астероида по обратной стороне, который «встряхнул» лунные недра и сместил более плотные, богатые теплом элементы на видимую сторону. Другие гипотезы предполагают столкновение с меньшим спутником в далеком прошлом или влияние гравитации Земли.
«Ближняя и дальняя стороны Луны сильно отличаются друг от друга на поверхности и, возможно, внутри. Это одна из величайших загадок. Долгое время выдвигалась гипотеза о резкой разнице в температуре между ближней и дальней сторонами мантии, но наше исследование предоставляет первые доказательства с использованием реальных образцов», — подчеркивают исследователи.
Хотя текущая температура мантии Луны из этого исследования не известна, любая разница между двумя сторонами, вероятно, сохранялась очень долгое время, учитывая, что естественный спутник Земли остывал крайне медленно с момента своего формирования. Получение окончательного ответ на этот вопрос станет следующей целью исследовательской группы.
Подробнее о китайском аппарате «Чанъэ-6» и его уникальном полете на Луну рассказывали здесь.
Фото NASA/JPL-Caltech
Самое популярное
