Наша Луна странно перекошена, и в этом может быть виноват огромный удар
Первый материал, когда-либо собранный с обратной стороны Луны, может помочь разгадать давнюю лунную загадку.
Согласно анализу китайской академии наук лунной пыли, доставленной на Землю китайской миссией «Чанъэ-6», причина, по которой два полушария естественного спутника настолько разные, может быть связана с гигантским ударом, произошедшим давным-давно, который буквально изменил состав Луны изнутри.
Это заключение, которое аккуратно связывает несколько особенностей Луны. обратную сторону Луны и показывает, что удары метеоритов — это не просто косметические шрамы на поверхности планеты — они могут кардинально и навсегда изменить внутреннюю форму миров.
По теме: Китай привез что-то неожиданное с обратной стороны Луны
Асимметрия двух полушарий Луны озадачивает ученых с тех пор, как советский зонд «Луна-3» сделал первые снимки обратной стороны Луны. 1959 год. Даже на полученных зернистых изображениях разница была очевидна. Хотя сторона Луны, обращенная к Земле, выглядит пестрой, отмеченной обширными, гладкими, темными базальтовыми равнинами, обратная сторона более светлая и сильно покрыта 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 лунным образцам подтвердить эту связь было сложно.
Миссия Чанъэ-6 Национального космического управления Китая меняет правила игры. Это первая и пока единственная миссия, которая когда-либо доставила пыль с обратной стороны Луны в руки земных ученых, что стало великолепным подвигом человеческой изобретательности. С момента приземления капсулы с пылью в 2024 году ученые работали над раскрытием ее секретов.
В новой работе группа под руководством ученого-планетолога Хэн-Ци Тиана проанализировала калий и железо в образце, собранном в бассейне Южный полюс-Эйткен.
Команда искала различия между изотопами в образцах с обратной стороны Луны и образцах, полученных с ближней стороны Луны во время программы «Аполлон» и китайской миссии «Чанъэ-5». Изотопы представляют собой версии одного и того же элемента с разным количеством нейтронов, что меняет их атомную массу, оставляя при этом их химическое поведение неизменным.
Исследователи сравнили изотопы образцов базальта с ранее опубликованными значениями изотопов, а также с ранее опубликованными значениями изотопов для базальтов Аполлона и базальтов Чанъэ-5.
Результаты показали явную разницу между двумя полушариями. Базальты Аполлона и Чанъэ-5 имели более высокую долю более легких изотопов железа и калия по сравнению с более тяжелыми изотопами, которые они обнаружили на дальней стороне. Эту разницу нельзя объяснить вулканизмом, поскольку он не меняет изотопы калия так, как наблюдали исследователи.
Это говорит о том, что когда ударный элемент Южный полюс-Эйткен ударил глубоко в Луну, выделяя сильное тепло. В результате этого плавления материал из лунной мантии испарился бы с предпочтением более легких изотопов, которые испаряются легче.
«Хотя магматические процессы могут объяснить данные по изотопам железа, изотопы калия требуют мантийного источника с более тяжелым изотопным составом калия на дальней стороне, чем на ближней», — пишут исследователи.
«Эта особенность, скорее всего, возникла в результате испарения калия, вызванного Югом. Удар, образовавший бассейн Поул-Эйткен, демонстрирующий глубокое влияние этого события на глубокие недра Луны. Это открытие также означает, что крупномасштабные удары являются ключевыми факторами в формировании состава мантии и земной коры».
Поскольку удар проник глубоко в мантию Луны, это привело бы к изменению изотопов калия на значительные лунные глубины. Этот механизм четко объясняет наблюдаемые изотопные различия между наборами образцов и дает ученым новый инструмент для интерпретации лунных данных.
Он мог даже вызвать мантийную конвекцию в масштабе полушария, хотя, чтобы сказать нам об этом, потребуются дополнительные образцы из других регионов обратной стороны Луны.
Мы уже знаем, что самый крупный удар Луны изменил ее навсегда. Новое исследование предполагает, что эти стойкие шрамы простираются гораздо глубже поверхности, изменяя химический состав Луны таким образом, что время не может стереть его.
Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
