Новый анализ полученного «Аполлоном» образца переписывает раннюю историю Луны

Фото из открытых источников

Когда более 50 лет назад астронавты «Аполлона-17» подобрали небольшой камень с Луны, они и представить себе не могли, что он и сегодня будет бросать вызов ученым, изучающим историю Луны.

Фрагмент, известный как образец 76535, образовался на глубине почти 50 километров под землей, но практически не демонстрирует признаков мощных ударов, обычно ожидаемых при выбросе глубоких пород на поверхность. Эта загадка интриговала учёных десятилетиями, и многие полагали, что порода была выброшена на поверхность в результате мощного удара, образовавшего крупнейший кратер на Луне – Южный полюс – котловину Эйткен.

Новое исследование, проведённое планетологом Эваном Бьоннесом из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL), предлагает более простое объяснение с широкими последствиями. Проведя передовое компьютерное моделирование гигантских лунных столкновений, группа показала, что столкновение, образовавшее бассейн Ясности, огромный ударный бассейн на видимой стороне Луны, могло поднять камень на поверхность на поздних стадиях его формирования.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что столкновение произошло около 4,25 миллиарда лет назад, примерно на 300 миллионов лет раньше, чем считалось ранее, что отодвигает хронологию лунных столкновений ещё дальше в прошлое. Этот сдвиг также меняет подход учёных к оценке истории бомбардировок Земли и других внутренних планет. Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

«Этот камень, может быть, и небольшой, но он хранит огромную историю о ранней истории Луны. Он словно капсула времени, запечатленная 4,25 миллиарда лет назад», — сказал Бьоннес.

Учёные давно пришли к единому мнению по двум ключевым фактам об образце, доставленном «Аполлоном»: его химический состав и текстура свидетельствуют о том, что он сформировался глубоко в лунной коре, и на нём отсутствуют сильные ударные явления, обычно сопровождающие бурное падение на поверхность. Ранее предполагалось, что только мощнейший удар, подобный тому, который создал бассейн Южный полюс – Эйткен, может вырвать породу с такой глубины. Но была одна загвоздка: для транспортировки породы из этого бассейна на дальней стороне к месту посадки «Аполлона-17», вероятно, потребовался бы дополнительный удар, при этом избегая удара достаточно сильного, чтобы оставить заметные следы.

Бьоннес и его команда нашли более прямой путь. Используя компьютерное моделирование крупных лунных столкновений в сочетании с моделями лунной коры, они показали, что на поздней стадии «коллапса» при формировании гигантского кратера материал с глубины в десятки километров может быть достаточно плавно поднят вверх, чтобы сохранить образец породы, подобный образцу 76535. В этих моделях удар масштаба Ясности может переместить глубинный материал на расстояние нескольких километров от поверхности, что является именно тем процессом, который мог бы разместить образец там, где его обнаружил «Аполлон-17».

«Мы искали более простое, локальное объяснение. И модели показывали одно и то же», — сказал Бьоннес. «Мощные удары могут поднимать глубокие породы на поверхность, не вызывая у них чрезмерного потрясения».

Если образец 76535 датирует столкновение с Ясностью 4,25 миллиардами лет, то другие крупные лунные бассейны также могут быть старше, чем это установлено в настоящее время. Это заставляет учёных переосмыслить скорость охлаждения Луны и частоту крупных столкновений во внутренней части Солнечной системы.

Поскольку самые ранние данные о поверхности Земли были в значительной степени стёрты тектоникой плит и геологическими процессами, учёные часто корректируют историю столкновений Земли с астероидами, используя данные по Луне. Таким образом, передатировка одного из ключевых столкновений с астероидами позволяет пересмотреть наше представление о ранней Земле, включая то, как могли эволюционировать другие внутренние планеты, сказал Бьоннес.

«Отодвигая Ясность назад во времени, мы сдвигаем всю хронологию крупных столкновений в Солнечной системе», — сказал Бьоннес. «Это также оказывает влияние на понимание ранней среды обитания Земли».

Результаты подчеркивают непреходящую ценность коллекции Аполлона и возможности современных инструментов для извлечения нового смысла из исторических материалов.

«Удивительно, что спустя более полувека образцы, полученные с «Аполлона», продолжают открывать совершенно новые горизонты», — сказал Бьоннес. «Они продолжают давать ценные новые подсказки о прошлом Луны».

Исследование также предлагает практические рекомендации для будущих миссий. По словам Бьоннеса, астронавтам, исследующим крупные лунные бассейны, следует обращать внимание на камни, которые кажутся «неуместными» на поверхности. Поскольку обрушение кратеров поднимает глубокие породы во многих бассейнах, аналогичные образцы могут быть доступны для заполнения пробелов в истории ранней Луны.