Почему так отличаются ближняя и дальняя стороны Луны?

Повёрнутая к Земле сторона Луны выглядит намного иначе, чем скрытая от нас сторона. На ближней стороне преобладает лунное море — большие, черного цвета остатки старых лавовых потоков. В противоположность этому, избитая кратерами дальняя сторона практически лишена черт масштабного моря. Почему обе стороны так отличаются друг от друга – одна из самых загадочных тайн Луны.

Об этом рассказывают в Браунском университете, передают OstanniPodii.com.

Теперь исследователи имеют новое объяснение двуликой Луны – оно связано с гигантским ударом, произошедшим миллиарды лет назад вблизи южного полюса Луны.

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что в результате удара, сформировавшего гигантский бассейн Южный полюс-Эйткен (SPA) Луны, должен был образоваться огромный шлейф тепла, который распространился через лунные недра. Этот шлейф перенес бы определенные материалы – набор редкоземельных и теплопроизводящих элементов – к ближней стороне Луны. Такая концентрация элементов способствовала бы вулканизму, создавшему вулканические равнины на ближней стороне.

«Мы знаем, что такие большие удары, как образовавший SPA, вызывают выделение большого количества тепла», — сказал Мэтт Джонс, кандидат наук в Браунском университете и ведущий автор исследования. «Вопрос состоит в том, как это тепло влияет на внутреннюю динамику Луны. Мы показали, что при любых правдоподобных условиях на момент формирования SPA, в конечном итоге, теплопроизводящие элементы были бы сконцентрированы на ближней стороне. Мы ожидаем, что это способствовало плавлению мантии, что привело к образованию лавовых потоков, которые мы видим на поверхности».

Исследование проводилось совместно с Джонсом и его советником Александером Эвансом, доцентом Брауна, а также исследователями из Университета Пердью, Лаборатории лунных и планетарных наук в Аризоне, Стэнфордского университета и Лаборатории реактивного движения NASA.

Различия между ближней и дальней сторонами Луны впервые были обнаружены в 1960-х годах советскими миссиями "Луна" и американской программой Apollo. Хотя различия в вулканических отложениях очевидны, будущие миссии могли бы выявить отличия в геохимическом составе. На ближней стороне находится композитная аномалия, известная как KREEP-террейн Процеларума (PKT) – концентрация калия (K), редкоземельных элементов (REE), фосфора (P), а также теплопроизводящих элементов, таких как торий. Видимо, KREEP сконцентрирован внутри и вокруг Океана Процеларум – крупнейшей из вулканических равнин ближней стороны – но в других местах на Луне его мало.

Некоторые ученые подозревали связь между PKT и лавовыми потоками ближней стороны, но вопрос о том, почему этот набор элементов был сосредоточен на ближней стороне, оставался открытым. Это новое исследование дает объяснение, связанное с бассейном Южный полюс-Эйткен – вторым по величине известным ударным кратером в Солнечной системе.

В рамках исследования ученые провели компьютерные симуляции того, как тепло, производимое в результате гигантского удара, изменит структуры конвекции в недрах Луны и как это может перераспределить материал KREEP в лунной мантии. Считается, что KREEP представляет собой последнюю часть мантии, затвердевшую после формирования Луны. Поэтому он, скорее всего, образовал наружный слой мантии, непосредственно под лунной корой. Модели лунных недр предполагают, что он должен был быть более или менее равномерно распределен под поверхностью. Но эта новая модель показывает, что равномерное распределение было бы нарушено тепловым шлейфом от SPA-удара.

Согласно модели, материал KREEP мог бы оседлать волну тепла, исходящую из зоны SPA-удара, как серфер. По мере распространения теплового шлейфа под лунную кору этот материал в конце концов был массово доставлен на ближнюю сторону. Команда провела симуляции для разных сценариев удара, от "убийственного удара" до "скользящего удара". Несмотря на то, что каждый из них производил разные тепловые паттерны и мобилизовал KREEP в разной степени, все создавали концентрации KREEP на ближней стороне, что соответствовало аномалии PKT.

Новое исследование показывает, что древнее столкновение на южном полюсе Луны изменило конвекцию в лунной мантии, сконцентрировав набор теплопроизводящих элементов на ближайшей стороне. Эти элементы сыграли свою роль в образовании большого лунного моря, видимого с Земли. Credit: Matt Jones

Исследователи говорят, что эта работа дает вероятное объяснение одной из самых продолжительных тайн Луны.

«Как образовался PKT, является, пожалуй, самым важным открытым вопросом в лунной науке», - сказал Джонс. «А удар Южный полюс-Эйткен является одним из наиболее значимых событий в истории Луны. Эта работа объединяет эти две вещи, и я думаю, что наши результаты действительно захватывающие».

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.