Луна раскрыла тайну древнего удара: следы катастрофы видны даже спустя 4 миллиарда лет

Луна давно хранит свои тайны, и одна из самых древних из них связана с её южным полюсом. Новое исследование учёных из Аризонского университета проливает свет на события, произошедшие более 4 миллиардов лет назад, когда гигантский астероид изменил облик естественного спутника Земли и, возможно, повлиял на всю его дальнейшую эволюцию.

Следы катастрофы, изменившей Луну

По данным исследования, опубликованного в журнале Nature, колоссальный астероид столкнулся с Луной около 4,3 млрд лет назад. Это событие создало крупнейший ударный кратер — бассейн Южный полюс — Эйткен (SPA), растянувшийся почти на 2000 км. Его овальная форма указывает, что удар был не прямым, а скользящим.

Планетолог Джеффри Эндрюс-Ханна и его команда пришли к выводу, что астероид врезался в Луну с северной стороны, а не с южной, как считалось раньше. Такое направление удара объясняет необычное распределение пород и химических элементов на поверхности.

"Это означает, что миссии "Артемида" будут совершаться на нижнем краю кратера — это лучшее место для изучения самого большого и древнего ударного кратера на Луне", — отметил планетолог Джеффри Эндрюс-Ханна.

Таблица сравнения

Внутреннее строение Луны и следы древнего океана магмы

Исследователи сравнили бассейн SPA с другими крупными кратерами в Солнечной системе и заметили сходство в их форме и структуре. Эти кратеры напоминают каплю, вытянутую в сторону движения астероида. Моделирование показало, что южная часть бассейна покрыта толстым слоем обломков, выброшенных из глубин Луны.

Ранее считалось, что ранняя Луна представляла собой глобальный "океан магмы". При его остывании плотные минералы оседали вниз, образуя мантию, а более лёгкие — поднимались, формируя кору. Но не все вещества успели кристаллизоваться. Некоторые элементы — калий, редкоземельные элементы и фосфор — остались в расплавленном состоянии, образовав богатые минералами участки, известные как KREEP.

"Если вы когда-нибудь оставляли банку газировки в морозилке, то могли заметить, что сироп концентрируется в конце. Мы думаем, что нечто подобное произошло на Луне с KREEP", — пояснил Эндрюс-Ханна.

Плюсы и минусы гипотезы "северного удара"

Почему ближняя сторона Луны другая

Учёные давно заметили асимметрию между ближней и дальней стороной Луны. На "лице" спутника — тёмные равнины, образованные вулканическими потоками, а на обратной стороне преобладают кратеры и горные массивы.

Эндрюс-Ханна предположил, что по мере утолщения коры на дальней стороне магматический океан выдавливался на ближнюю, словно паста из тюбика. В результате на видимой стороне скопились KREEP-элементы, вызывавшие дополнительное тепло и вулканическую активность.

Новое исследование подтвердило эту гипотезу. В западной части бассейна SPA обнаружены радиоактивные выбросы, богатые торием — признак присутствия остатков древнего океана магмы. Восточная часть при этом бедна подобными элементами, что указывает на структурную границу между разными слоями лунной коры.

"Наше исследование показывает, что распределение и состав этих материалов соответствуют прогнозам моделирования последних этапов эволюции океана магмы", — отметил Эндрюс-Ханна.

Ожидание миссии "Артемида"

НАСА планирует, что астронавты миссии Artemis высадятся именно в южном регионе Луны, где расположены богатые KREEP-породы. Эти образцы могут стать ключом к пониманию процессов, происходивших при формировании Луны.

"Благодаря "Артемиде" у нас будут образцы для изучения здесь, на Земле, и мы будем точно знать, что это за материалы", — подчеркнул Эндрюс-Ханна.

Команда Аризонского университета готовится к анализу лунных пород с помощью новейшего лабораторного оборудования. Учёные надеются, что эти исследования помогут ответить на вопрос, почему Луна имеет столь разное строение с разных сторон, и подтвердят или опровергнут теорию о древнем океане магмы.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: считать, что удар пришёл с юга.
  Последствие: неверное понимание распределения редкоземельных элементов.
  Альтернатива: учитывать северное направление и учитывать асимметрию при моделировании.

• Ошибка: полагать, что обе стороны Луны эволюционировали одинаково.
  Последствие: искажение моделей формирования коры.
  Альтернатива: рассматривать Луне как динамическую систему с неравномерным охлаждением.

• Ошибка: недооценивать роль миссии Artemis.
  Последствие: потеря возможности уточнить возраст и состав пород.
  Альтернатива: активное участие в международных проектах по исследованию полярных образцов.

А что если…

Мифы и правда

• Миф: Южный полюс Луны всегда был замёрзшим и неинтересным.
  Правда: под слоем реголита скрываются древние породы и следы магматической активности.

• Миф: на обратной стороне Луны нет полезных элементов.
  Правда: там найдены радиоактивные породы и изотопы, важные для понимания эволюции.

• Миф: Луна полностью мёртвая и геологически стабильная.
  Правда: на ней до сих пор происходят "лунные землетрясения", а кора постепенно меняется.

FAQ

Почему именно южный полюс интересен для учёных?
Потому что здесь сохранились древнейшие слои, образованные в результате древнего удара, а также возможно наличие льда в затенённых кратерах.

Что такое KREEP?
Это геохимическая смесь, содержащая калий (K), редкоземельные элементы (REE) и фосфор (P), которые указывают на поздние стадии кристаллизации магматического океана Луны.

Почему ближняя сторона Луны темнее?
Из-за вулканических равнин, сформировавшихся из лавы, богатой KREEP-элементами.

Три интересных факта

1. Бассейн Южный полюс — Эйткен — один из крупнейших кратеров во всей Солнечной системе; его глубина достигает почти 13 км.

2. Элементы KREEP были впервые обнаружены в образцах, привезённых миссией "Аполлон-15".

3. Южный полюс Луны — один из самых холодных регионов в Солнечной системе, температура там может опускаться до -240°C.

Исторический контекст

Интерес к южному полюсу Луны зародился ещё в конце XX века, когда спутники Clementine и Lunar Prospector впервые зафиксировали следы водяного льда в затенённых кратерах. В XXI веке интерес усилился: миссии LRO и Chandrayaan-2 подтвердили наличие летучих веществ и минералов, указывающих на сложную геологическую историю региона.