• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13 апреля
Иван Лавренов
1 163

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

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
Предстоящие мероприятия
Вчера, 12:36
НИУ ВШЭ

В рамках международного проекта при участии Роскосмоса и Европейского космического агентства ученые впервые проанализировали данные, полученные с помощью диффузионной магнитно-резонансной томографии с трактографией головного мозга космонавтов. Исследователи увидели существенные изменения в связях между различными отделами головного мозга, причем некоторые изменения сохранялись даже спустя семь месяцев после возвращения на Землю.

Позавчера, 14:41
Ольга Иванова

Исследование ученых из Германии и США показало, что принятие определенных поз помогает справиться с чувством неуверенности.

Вчера, 21:09
Дарья Губина

Компьютерная модель древней вулканической активности спутника показала, как выброшенная вода тысячелетиями оседала инеем на поверхность, формируя многометровые слои льда под полюсами.

14 мая
Василий Парфенов

Космическую компанию Илона Маска в шутку иногда называют пиротехнической — так часто ее изделия взрываются во время испытаний. Пара свежих инцидентов на тестовом полигоне в городе Макгрегор лишь подтверждают эту славу. Не успели фанаты космонавтики наладить онлайн-трансляцию из этой локации, как запечатлели сразу два взрыва подряд с промежутком всего в десятки часов.

12 мая
Мария Азарова

Авторы нового исследования проверяли, насколько выполнение второстепенного задания влияет на аргументы, которые выдвигали люди, говорящие правду или неправду.

13 мая
Алиса Гаджиева

Один из самых археологически изученных ландшафтов в мире до сих преподносит сюрпризы.

21 апреля
Александр Березин

Местные чиновники пытаются переложить ответственность за случившееся на резкое уменьшение турпотока из-за коронавируса, но цифры показывают, что ключевая проблема совсем в другом. В 2019 году на выборах в этой стране победил президент — сторонник модных зеленых идей. Вскоре там запретили продажу минеральных удобрений и двинулись к «устойчивому сельскому хозяйству». Как именно популярные «органические» идеи повлияли на еще не так давно быстро растущую местную экономику? И почему уроки шри-ланкийской трагедии могут пригодиться даже Западу и России?

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: