Луна имеет странную асимметрию, и виной тому может быть масштабное столкновение

Фото из открытых источников

Первые образцы материала, собранные на обратной стороне Луны, могут помочь разрешить давнюю лунную загадку. Согласно анализу лунной пыли, доставленной на Землю китайской миссией «Чанъэ-6», проведенному Китайской академией наук, причина столь существенных различий между двумя полушариями этого естественного спутника может заключаться в гигантском столкновении, произошедшем много лет назад, которое буквально изменило состав Луны изнутри. Результаты нового исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Этот вывод четко связывает несколько особенностей обратной стороны Луны и показывает, что метеоритные удары — это не просто косметические шрамы на поверхности планеты, а могут кардинально и навсегда изменить внутреннее строение миров.

Асимметрия двух полушарий Луны ставила ученых в тупик с тех пор, как советский зонд «Луна-3» в 1959 году сделал первые снимки обратной стороны. Даже на полученных зернистых изображениях разница была очевидна. В то время как сторона Луны, обращенная к Земле, выглядит пестрой, отмеченной обширными, гладкими, темными базальтовыми равнинами, обратная сторона имеет более светлый оттенок и сильно изрыта кратерами.

Было исследовано множество возможных причин этого, включая связь с крупнейшим известным ударным кратером в Солнечной системе — бассейном Южный полюс-Эйткен , который занимает почти четверть лунной поверхности.

Однако, без физического доступа к образцам лунной породы, подтвердить эту связь оказалось сложно.

Миссия «Чанъэ-6» Китайского национального космического управления — это прорыв. Это первая и пока единственная миссия, доставившая пыль с обратной стороны Луны в руки земных ученых, что стало великолепным достижением человеческой изобретательности. С момента приземления капсулы с пылью в 2024 году ученые работают над раскрытием ее секретов.

В новой работе группа исследователей под руководством планетолога Хенг-Ци Тяня проанализировала содержание калия и железа в образце, собранном в бассейне Южного полюса-Эйткена.

Команда исследователей изучала различия в изотопах образцов, полученных с обратной стороны Луны, и образцов, полученных с ближней стороны Луны во время программы «Аполлон» и китайской миссии «Чанъэ-5». Изотопы — это разновидности одного и того же элемента с разным числом нейтронов, что изменяет их атомную массу, не меняя при этом их химическое поведение.

Исследователи сравнили изотопный состав образцов базальта с ранее опубликованными значениями изотопов, а также с ранее опубликованными значениями изотопов базальтов, полученных в рамках миссии «Аполлон», и базальтов миссии «Чанъэ-5».

Результаты показали явное различие между двумя полушариями. Базальты, обнаруженные на борту «Аполлона» и «Чанъэ-5», содержали более высокую долю более легких изотопов железа и калия по сравнению с более тяжелыми изотопами, обнаруженными на противоположной стороне. Это различие нельзя объяснить вулканической активностью, поскольку она не изменяет изотопы калия так, как это наблюдали исследователи.

Это позволяет предположить, что при столкновении Южного полюса с Эйткеном ударный объект глубоко врезался в Луну, вызвав сильное нагревание. Это плавление испарило бы материал в лунной мантии, причем предпочтение отдавалось бы более легким изотопам, которые испаряются легче.

«Хотя данные по изотопам железа могут быть объяснены магматическими процессами, данные по изотопам калия указывают на наличие мантийного источника с более тяжелым изотопным составом калия на дальней стороне, чем на ближней», — пишут исследователи. «Эта особенность, скорее всего, является результатом испарения калия, вызванного ударом, сформировавшим бассейн Южный полюс-Эйткен, что демонстрирует глубокое влияние этого события на недра Луны. Это открытие также подразумевает, что крупномасштабные удары являются ключевыми факторами в формировании состава мантии и коры».

Поскольку удар пришелся глубоко в мантию Луны, он изменил бы изотопный состав калия на значительных лунных глубинах. Этот механизм четко объясняет наблюдаемые изотопные различия между образцами и предоставляет ученым новый инструмент для интерпретации лунных данных.

Возможно, это даже вызвало конвекцию в мантии в масштабах всего полушария, хотя для подтверждения этого потребуются дополнительные образцы из других регионов обратной стороны Луны.

Нам уже известно, что самое крупное столкновение Луны навсегда изменило её. Новое исследование предполагает, что эти неизгладимые шрамы простираются гораздо глубже поверхности, изменяя химический состав Луны таким образом, что это изменение невозможно стереть временем.