Образцы лунной породы ставят под сомнение теорию «поздней бомбардировки»

Появляются результаты анализа образцов, доставленных китайской миссией Chang'e-6 на обратную сторону Луны. Они впервые позволяют детально изучить геологию и историю обратной стороны, а недавняя статья, опубликованная в журнале Science Advances исследователями из Китайской академии наук, содержит очень интересные сведения об истории столкновений самой Луны и даже о некоторых аспектах истории Солнечной системы в целом.

Образцы лунной породы рассказывают историю мест, где они были собраны, и до сих пор мы брали образцы непосредственно только с «ближней» стороны Луны, которая постоянно обращена к нам. Эти образцы анализировались до бесконечности, и мы считаем, что у нас есть довольно хорошее понимание истории формирования ближней стороны Луны. Но у нас практически нет данных с близкого расстояния о дальней стороне.

Отчасти это связано со сложностью управления миссиями на обратную сторону Луны. Сама Луна блокирует связь с Землей, поэтому любая миссия на обратную сторону требует наличия спутника-ретранслятора для передачи сообщений между луноходом или посадочным модулем и его операторами на Земле. Китайское космическое агентство решило взяться за решение этой задачи и стало первой организацией, успешно совершившей посадку на обратной стороне Луны в рамках миссии «Чанъэ-4». Последующая миссия, «Чанъэ-6», в 2024 году стала первой миссией по возвращению образцов с обратной стороны Луны.

Ученые усердно работали над анализом возвращенных образцов и начали публиковать статьи с их описанием. В этой конкретной статье, официально опубликованной в феврале, содержатся три интересных вывода. Во-первых, возраст кратеров по обе стороны Луны кажется схожим. Во-вторых, некоторые из этих оценок нуждаются в корректировке на несколько сотен миллионов лет. И в-третьих, и, пожалуй, самое интригующее, похоже, что поздней тяжелой бомбардировки не было.

Первый результат относительно очевиден. Ученые долгое время считали, что существенной разницы в частоте столкновений на обратной и ближней сторонах Луны нет. Логично предположить, что так и должно быть, поскольку обе половины Луны в течение определенного периода времени подвергаются воздействию всех частей неба. Но доказать это им так и не удалось, поскольку никто никогда не брал образцы с обратной стороны Луны. Данная статья служит тому доказательством.

Однако они отметили некоторое расхождение в так называемой хронологической функции. Этот математический инструмент позволяет ученым оценивать возраст любой лунной поверхности, подсчитывая количество кратеров. До этой миссии по доставке образцов все данные для «калибровки» расчета основывались на образцах с ближней стороны Луны. С учетом дополнительных данных, полученных из образцов с дальней стороны, исследователи предполагают, что существует сдвиг примерно на 340 миллионов лет для некоторых дат, отнесенных к определенным частям Луны. Интересно, но это менее 10% отклонения в более чем 4-миллиардной истории Луны.

Эта история включает в себя масштабное столкновение на раннем этапе истории Луны, в результате которого образовался так называемый бассейн Эйткена на Южном полюсе (SPA). Считается, что это образование, включая место посадки «Чанъэ-6» в гораздо меньшем бассейне «Аполлон», было создано в результате масштабного столкновения на раннем этапе истории Луны. Некоторые из образцов, собранных миссией, содержат минерал норит, который, в отличие от базальта, составляющего большую часть бассейна «Аполлон», считается результатом первоначального столкновения, создавшего бассейн SPA.

Для определения возраста этого материала исследователи использовали метод датирования, называемый свинцово-свинцовым датированием. Подобно более известному методу радиоуглеродного датирования, который измеряет соотношение изотопов углерода, этот метод измеряет распад двух различных типов изотопов урана на два различных типа изотопов свинца. Поскольку их периоды полураспада различны, это позволяет перепроверить возраст одного и того же образца.

Результаты показывают, что возраст бассейна SPA составляет приблизительно 4,25 миллиарда лет. Это противоречит давней теории о том, что Земля и Луна подверглись периоду, называемому поздней интенсивной бомбардировкой, примерно 3,9 миллиарда лет назад. Согласно этой теории, гравитационные движения внешних планет в то время вынудили тонну астероидов сместиться во внутреннюю часть Солнечной системы, вызвав масштабные повторяющиеся столкновения как на нашей планете, так и на Луне. Эти столкновения привели бы к образованию значительного количества кратеров, и поэтому возраст многих кратеров на Луне примерно соответствует этому периоду.

Большая часть данных, полученных в ходе миссий по сбору образцов с ближней стороны Луны, подтверждает это, причем возраст многих из них составляет 3,9 миллиарда лет. Но бассейн SPA, который, возможно, является самой древней структурой на Луне, имеет возраст 4,25 миллиарда лет — задолго до предполагаемого начала поздней бронепада. Согласно статье, резкое увеличение числа кратеров возрастом 3,9 миллиарда лет могло быть вызвано особенно мощным событием, известным как удар Имбриума, который разбросал свои обломки по всей ближней стороне, образовав множество кратеров возрастом 3,9 миллиарда лет.

Однако, если построить график распределения возрастов других кратеров, то создается впечатление, что частота столкновений медленно и неуклонно снижается, что больше соответствует процессу очистки окрестностей новообразованной планеты и спутника в Солнечной системе, чем хаотическому всплеску столкновений в этот конкретный период. Таким образом, эта статья может оказать реальное влияние на наше общее понимание эволюции Солнечной системы, а не просто предоставить даты для отдельных участков Луны. Иногда наука работает интересным образом — по крайней мере, теперь мы можем сказать, что лучше понимаем историю обратной стороны Луны. Надеюсь, в ближайшее время появится еще много статей об этих уникальных лунных образцах.