• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.04.2022
Иван Лавренов
1 593

Различия видимой и обратной стороны Луны связали со столкновением с гигантским астероидом

7.2

Столкновение, образовавшее лунный ударный бассейн Южный полюс — Эйткен, породило мантийный плюм, действие которого, в свою очередь, привело к наблюдаемому скоплению лунных морей на видимой стороне спутника Земли.

Схема миграции KREEP-пород на Луне под действием мантийного плюма
Схема миграции KREEP-пород на Луне под действием мантийного плюма / © Matt Jones / Автор: Euclio Drusus

Хорошо знакомый всем вид лунного диска обусловлен двумя типами местности, из которой складывается лунная поверхность. Темные участки — лунные «моря» — это равнины, сложенные застывшими слоями базальтовой лавы, которая три-четыре миллиарда лет назад затопила низменности видимой стороны. Светлые участки обладают более высоким рельефом и сложены горами, кратерами и их валами, а также отдельными древними вулканическими постройками.

На обратной стороне Луны «морей» почти нет, и ее геология существенно отличается от видимой. Так, на видимой стороне литосфера сравнительно тонкая и обогащена так называемыми KREEP-породами, которые служат конечным продуктом застывания магм. В их составе накапливаются некоторые радиоактивные элементы естественного происхождения, что усиливает радиогенный нагрев участков недр с высоким их содержанием. На обратной стороне земного спутника литосфера толще, а элементов, характерных для KREEP-пород, намного меньше. Кроме того, на ней расположен гигантский ударный бассейн Южный полюс — Эйткен, диаметр которого по внешнему валу составляет 2200 километров (две трети диаметра Луны), а относительная глубина достигает 14 километров.

На видимой стороне тоже есть ударные бассейны: один из них — Море Дождей (Mare Imbrium), прекрасно видимое невооруженным глазом. На первый взгляд, оно не похоже на кратер, поскольку, как и другие бассейны видимой стороны, вскоре после образования оно было сплошь залито лавой. В отличие от них, бассейн Южный Полюс — Эйткен, несмотря на впечатляющие размеры и глубину, может похвастаться лишь небольшими локальными участками изверженных базальтов на дне.

Обратная сторона Луны, мозаика изображений зонда Lunar Reconnaissance Orbiter. Темное округлое пятно внизу с участками «морей» - центральная часть бассейна Южный полюс - Эйткен.
Обратная сторона Луны, мозаика изображений зонда Lunar Reconnaissance Orbiter. Темное округлое пятно внизу с участками «морей» – центральная часть бассейна Южный полюс – Эйткен. / © NASA

Исследователи из Университета Брауна во главе с Мэттом Джосом (Matt Jones) провели компьютерное моделирование лунных геологических процессов и смогли связать друг с другом два важнейших события в истории спутника нашей планеты: образование бассейна Южный полюс — Эйткен и появление лунных морей.

Ученые обратили внимание, что столкновение таких масштабов должно вызвать сильный ударный разогрев мантии вблизи от точки столкновения, который существенно повлияет на всю картину мантийной конвекции на Луне. А асимметрия мантийной конвекции должна вызвать и асимметрию распределения KREEP-пород, которые по плотности занимают промежуточное положение между корой и мантией и могут перемещаться мантийными потоками. Исследователи провели моделирования, в которых варьировали силу и направление астероидного удара. Они обнаружили, что смоделированные удары, согласующиеся с параметрами бассейна Южный полюс — Эйткен, приводят и к эффектам, объясняющим наблюдаемую картину распределения KREEP-пород.

Концентрация тория на поверхности Луны, в частях на миллион.
Содержание тория на поверхности Луны, в частях на миллион. Слева – видимая сторона Луны, справа – обратная. Пятно внизу правого изображения – бассейн Южный полюс – Эйткен. / © NASA

В результате ученые предложили следующую последовательность событий. Сначала последний расплав, оставшийся при постепенном застывании мантийных пород и образующий KREEP-породы, равномерно распределялся на границе коры и мантии. Примерно 4,2-4,3 миллиарда лет назад с Луной столкнулся крупный астероид диаметром около 200 километров. Удар сформировал бассейн Южный полюс — Эйткен и разогрел мантию под бассейном. Разогрев породы привел к появлению восходящего потока — мантийного плюма. Поднявшись к поверхности, поток стал растекаться под литосферой и «растолкал» KREEP-породы во все стороны от точки удара. Со временем породы сконцентрировались под местностью, противоположной центру бассейна, и стали источником мощного и долговременного разогрева лунных недр под видимой стороной.

Спустя несколько сотен миллионов лет после удара в области скопления KREEP-пород начался масштабный вулканизм, который привел к затоплению обширных участков видимой стороны базальтовой лавой (образованию лунных «морей») и выносу на поверхность элементов, характерных для KREEP-пород. Напротив, в недрах под бассейном Южный полюс — Эйткен сформировалось обеднение радиоактивными элементами. Поэтому даже истончение литосферы при ударе и наличие под ней плюма привели лишь к небольшим и локальным извержениям базальтов. Наблюдаемое обогащение бассейна радиоактивными элементами в сравнении с окружающей местностью вызвано тем, что удар выбросил на поверхность вещество лунной мантии.

В изучении Луны остается много неразрешенных вопросов. Например, не очень понятно, почему литосфера на обратной стороне толще — обсуждаемая в статье модель это не объясняет. Некоторые исследователи предполагают, что гигантское столкновение с гипотетической Тейей породило не только Луну, но и второй спутник Земли диаметром около 1200 километров. Он просуществовал несколько десятков миллионов лет, после чего столкнулся с Луной. Удар, который случился задолго до всех описываемых событий, произошел на скорости всего двух-трех километров в секунду, и вместо образования кратера спутник просто «рассыпался» по обратной стороне Луны, став частью ее литосферы.

Другое исследование тоже связывает геологическую активность видимой стороны с образованием бассейна Южный полюс — Эйткен, но предлагает более простой механизм и не объясняет картины распределения KREEP-пород. Возможно, в действительности роль сыграли оба механизма.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 15:22
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

Позавчера, 15:47
Александр Березин

Разные группы ученых предсказывали существование реликтовых гравитационных волн еще десятки лет назад. Однако, когда такое открытие в 2020-х годах действительно сделали, оказалось, что обнаруженные гравиволны несовместимы практически со всеми конкретными предсказаниями, кроме одного.

Вчера, 10:45
Юлия Трепалина

Губки из меламина стали популярными благодаря своим хорошим чистящим свойствам. Работая, подобно мелкой наждачной бумаге, они даже без моющих средств справляются со стойкими загрязнениями на поверхностях вроде следов маркера и въевшихся пятен. Однако в процессе использования меламиновые губки изнашиваются и теряют волокна микропластика. Из-за этого китайские ученые увидели в них ранее неучтенный источник потенциально вредных выбросов.

18 июня
Дарья Г.

В 2019 году далекая тусклая галактика SDSS1335+0728 неожиданно быстро нарастила яркость. В центре галактик бывают вспышки яркости, когда какая-нибудь неудачливая звезда подлетает слишком близко к черной дыре. Обычно эти события длятся десятки дней. Тут же галактика остается яркой спустя несколько лет. Видимо, астрономы впервые поймали возникновение активного галактического ядра.

20 июня
МПСУ

Эмоциональное выгорание ИТ-специалиста напрямую связано с его личностными характеристиками. С профессиональными перегрузками и стажем связи нет. К такому выводу пришли ученые МПСУ, которые исследовали ИТ-специалистов двух компаний. Жизнестойкость, то есть способность человека выдерживать стрессовые ситуации без снижения успешности деятельности, в совокупности с внутренней положительной мотивацией формируют иммунитет к эмоциональному выгоранию специалиста в ИТ-сфере. Блокаторами стали интерес к работе и профессиональная удовлетворенность.

17 июня
Полина Меньшова

Средство для полоскания рта «Листерин» повлияло на соотношение микроорганизмов в ротовой полости. У людей, которые регулярно использовали его, стало больше бактерий, способных привести к серьезным заболеваниям.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно