Процессы с общей энергией в 130 раз больше, чем у всех ядерных арсеналов Земли, сформировали две крупные лунные долины, выяснила международная группа астрономов. Речь идет об огромных образованиях длиной до 860 километров и глубиной в несколько километров.
Вид на долины Шредингера и Планка, тянущиеся от кратера Шредингера на обратной стороне Луны / © NASA\SVS\Ernie T. Wright
Каньоны — глубокие долины большой длины — на Земле образуются под действием речных вод миллионы лет подряд. Авторы новой работы в Nature Communications, анализирующей лунные каньоны Шредингера и Планка, отмечают, что Большой каньон в Северной Америке образовался за шесть миллионов лет. Естественно, что формирование лунных каньонов шло иначе (вода на поверхности Луны сразу закипела бы). Но как именно образовались такие крупные долины, как Шредингера и Планка, до новой работы было неясно.
Исследователи проанализировали снимки поверхности Луны, чтобы определить распределение обломков, вторичных кратеров и стен обеих долин, идущих в разные стороны от кратера Шредингера в южной части обратной стороны Селены. Оказалось, что они образованы крупными обломками диаметром от 0,5 до 1,25 километра для долины Шредингера и до двух километров в случае долины Планка. Это достаточно необычный вывод, поскольку речь идет о крупных геологических образованиях.
Долина Шредингера имеет длину основной части в 270 километров, ширину в 20 километров и глубину в 2,7 километра. Долина Планка еще больше: хотя ее основная часть всего 280 километров, общая длина всех частей — 860 километров. Ширина ее — 27 километров, при глубине в 3,5 километра. Тот же Большой каньон на Земле лишь 446 километров в длину и не более 1,949 километра в глубину.
Расчеты показывают, что энергия, необходимая для создания таких крупных образований, была огромной — от сотен квинтиллионов джоулей для долины Шрёдингера до секстиллионов джоулей у долины Планка. Общий энергетический бюджет двух событий в 130 раз больше, чем у всех существующих ядерных арсеналов Земли.
Огромные обломки километровых размеров, пробившие долины в лунной поверхности, неслись со скоростями до 1,28 километра в секунду. Уже при 2,83 километра в секунду они улетели бы в космос, поскольку сила тяжести на Луне меньше земной. Такие высокие начальные скорости означают, что и сами эти долины образовались примерно за пять минут, полагают ученые.
Расчеты авторов работы имеют и практическую полезность для будущей американской высадки в районе южного полюса Луны. Долины Шредингера и Планка, идущие от кратера Шредингера, не направлены к югу. Моделирование показало, что для их появления обломки из кратера должны были лететь под небольшим углом к поверхности и не в южном направлении.
Судя по всему, астероид, образовавший кратер Шредингера и давший обломки, создавшие обе долины, тоже ударил поверхность Луны под углом меньше 45 градусов (хотя, вероятно, и больше 20 градусов). Таким образом, столь крупный кратер, как Шредингер, не усеял вторичными обломками заполярную зону южного полушария Луны. Следовательно, находки астронавтов на полюсе должны быть слабо загрязнены нелунным по происхождению материалом.
