Возраст запасов льда на полюсах Луны помог определить число кратеров на ней

Своеобразная перепись кратеров на южном полюсе Луны помогла ученым определить возраст льда, который спрятан в самых темных уголках спутника Земли. Часть этих запасов оказалась неожиданно молодой, как утверждают авторы статьи, которую опубликовал научный журнал Icarus.

"Открытие этих молодых запасов льда стало сюрпризом для нас, мы раньше никогда не находили намеков на то, что вода может скапливаться и в относительно свежих и небольших кратерах на полюсах Луны. Если это так, то мы нашли первые свидетельства того, что лунные запасы воды происходят из разных источников", - заявила Ариель Дойч, один из авторов исследования, планетолог из Брауновского университета в Провиденсе (США).

Долгое время астрономы считали, что на Луне господствуют условия, которые мешают накоплению воды в ее недрах и на поверхности. В частности, отсутствие атмосферы у спутника и слабое притяжение не позволяют влаге существовать на нем в виде жидкости или пара. Лед, в свою очередь, будет испаряться в космос под действием Солнца.

Эти теории оказались ошибочными - десять лет назад индийский зонд Чандраян, а затем и российский прибор LEND на борту американского зонда LRO обнаружили большие запасы льда и "инея" на южном и северном полюсах Луны. Сейчас ученые активно пытаются понять, откуда взялась эта вода, а инженеры NASA, Роскосмоса и других космических агентств думают, как можно оценить эти запасы влаги и использовать ее при колонизации спутника.

Дойч и ее коллега Джеймс Хэд, планетолог из Брауновского университета и один из участников программы Apollo, сделали большой шаг к решению и той, и другой задачи, детально изучив структуру и возраст кратеров на южном полюсе Луны.

Американские исследователи опирались на простую идею - лед и другие виды замороженной воды могут скапливаться в подобных выемках только после того, как те уже закончили формироваться. Любое последующее падение астероида на этот же участок Луны должно привести к тому, что лед растает и исчезнет. Это позволяет очень точно вычислить возраст ныне существующих запасов воды.

Это можно сделать благодаря другой простой закономерности - возраст всех кратеров на Луне и других планетах, чьи недра давно перестали проявлять все признаки активности, напрямую зависит от размеров этих выемок. Как правило, чем они больше, тем меньше вероятность того, что этот след падения астероида будет "стерт" в результате формирования нового кратера в том же месте.

Иными словами, чем крупнее подобная структура, тем раньше она возникла. Соответственно, если подсчитать число мелких следов падения астероидов внутри них, то можно достаточно точно оценить возраст той или иной структуры на Луне.

Опираясь на эту идею, ученые измерили возраст двух десятков кратеров, где инструменты LRO ранее находили значительные запасы воды. Почти все они оказались очень древними - они возникли как минимум три миллиарда лет назад, в первые эпохи жизни Солнечной системы. Некоторые из них, как предполагают ученые, начали накапливать лед уже четыре миллиарда лет назад, когда ось вращения Луны несколько сдвинулась, что погрузило эти кратеры в "вечную тень".

С другой стороны, две дюжины относительно небольших и молодых кратеров, расположенных у южного полюса Луны, содержали в себе небольшие, но хорошо заметные запасы льда. Эта замороженная влага, как предполагают ученые, не могла туда попасть вместе с кометами, как в древние крупные кратеры, что ставит вопрос о существовании еще одного источника "лунных вод".

На его роль, по мнению Хэда и Дойч, в равной степени претендует как солнечный ветер (поток плазмы, который постоянно вырабатывает Солнце), так и микрометеориты, которые постоянно падают на поверхность Луны. Как надеются геологи, возвращение астронавтов на Луну и их высадка в одном из приполярных южных кратеров поможет раскрыть эту загадку и понять, как возникли эти запасы воды.