Крупнейший кратер Луны раскрыл неожиданные детали о ее прошлом

Международная группа планетологов под руководством Джеффри Эндрюса-Ханны из Университета Аризоны изучила крупнейший кратер во всей Солнечной системе — бассейн Южный полюс — Эйткен — на обратной стороне Луны. Эта гигантская структура протяженностью около 2000 км была образована около 4,3 млрд лет назад, на заре Солнечной системы, когда огромный астероид врезался в естественный спутник Земли. Результаты опубликованы в авторитетном научном журнале Nature.

Сравнив форму бассейна с другими ударными кратерами, ученые обнаружили, что они имеют характерную продолговатую каплевидную форму, сужающуюся по направлению удара. Новый анализ опроверг прежнюю гипотезу о том, что астероид летел с южного направления. Все указывает на то, что каменная глыба летела с севера. В таком случае нижняя часть бассейна должна быть покрыта толстым слоем материала, извлеченного из недр Луны в результате удара.

«Это означает, что астронавты программы Artemis («Артемида») будут высаживаться на дальнем краю бассейна, который будет лучшим местом для изучения крупнейшего и старейшего ударного бассейна на Луне, где должна скапливаться большая часть выброшенного материала из недр», — подчеркнул Эндрюс-Ханна.

Открытие помогает решить и другую важную загадку — фундаментальную асимметрию Луны, а также дает новые сведения о внутренней структуре небесного тела и его эволюции. Ученые давно ломают голову над тем, почему кора на дальней стороне намного толще, чем на видимой. Согласно общепринятой модели, ранняя Луна была покрыта глобальным океаном из магмы. По мере ее остывания, тяжелые минералы оседали, формируя мантию, а легкие всплывали, образуя кору.

Однако некоторые элементы, такие как калий, редкоземельные элементы и фосфор, не попали в твердую мантию и кору, вместо чего сконцентрировались в конечных жидкостях океана магмы на ближней стороне Луны, вызвав ее нагрев и интенсивный вулканизм, который сформировал темные равнины, знакомые нам как «лицо» Луны. 

Исследователи предполагают, что по мере утолщения коры на дальней стороне, магматический океан под ней выдавливался в стороны, как зубная паста из тюбика, пока большая его часть не оказалась на ближней стороне. Анализ бассейна Южный полюс — Эйткен подтверждает это: западная сторона кратера богата радиоактивным торием, а восточная — нет. Это говорит о том, что удар пробил «окно» в лунной коре как раз на границе, где залегали последние остатки магматического океана.

«Наше исследование показывает, что распределение и состав этих материалов соответствуют прогнозам, которые мы получаем при моделировании последних стадий эволюции магматического океана», — заключили авторы работы.

Ранее российские и китайские ученые исследовали рельеф дна пяти лунных кратеров, изучив снимки лунной поверхности. Они нашли новые косвенные признаки залежей водяного льда.

Визуализация Jeff Andrews-Hanna/University of Arizona/NASA/NAOJ