Почему обратная сторона Луны значительно больше покрыта кратерами

Независимо от того, где вы находитесь на Земле, вы можете видеть только один лик Луны. Ее вторая половина постоянно отвернута от нашей планеты, и эта дальняя сторона гораздо больше испещрена кратерами, чем та, что обращена к нам.

Ближняя сторона Луны покрыта лунными мариями - обширными равнинами вулканического базальта, которые выглядят как темные пятна, когда мы смотрим на наш спутник. Причина такой двуликости оставалась загадкой, которая сохранялась с момента выхода на орбиту Луны первых космических аппаратов в 1960-х годах. Но новое моделирование, возможно, теперь решило загадку эпохи "Аполлона".

Компьютерные модели, объединяющие различные особенности, подтверждают идею о том, что в результате мощного лунного удара на ближней стороне Луны когда-то образовались потоки лавы. Различия не только в глубине кожи, но и в геологическом составе каждой стороны Луны.

Астрономы давно подозревают, что ближняя сторона когда-то была покрыта морем магмы, которая, остывая, сглаживала скалистый ландшафт, создавая темные пятна, которые мы видим сегодня. Однако вопрос о том, что послужило толчком для этой вулканической активности, является спорным.

Массивный кратер на южном полюсе Луны, известный как бассейн Южный полюс - Эйткен (SPA), может объяснить различия.

Этот бассейн является остатком одного из крупнейших и древнейших столкновений на Луне. Моделирование показывает, что событие SPA, которое произошло около 4,3 миллиарда лет назад, произошло в нужное время и в нужном месте, чтобы инициировать изменения только одной стороны лунной мантии.

Огромное тепло, выделившееся в результате удара, должно было разогреть верхнюю мантию на ближней стороне до такой степени, что, по мнению экспертов, это привело бы к концентрации калия, редкоземельных элементов, фосфора и теплопроизводящих элементов, таких как торий.

На сегодняшний день именно такой состав ученые обнаружили в образцах лунных пород с ближней стороны, особенно в террейне Procellarum KREEP (PKT) - большой области, известной этой композиционной аномалией.

"Мы показали, что при любых правдоподобных условиях в то время, когда формировалась SPA, она в конечном итоге концентрирует эти теплопроизводящие элементы на ближней стороне", - объясняет планетолог Мэтт Джонс из Университета Брауна. 

"Мы ожидаем, что это способствовало плавлению мантии, которое привело к образованию лавовых потоков, которые мы видим на поверхности".

Выпадение осадков после события SPA, вероятно, продолжалось сотни миллионов лет.

В моделировании древнейшая приповерхностная вулканическая равнина извергалась через 200 миллионов лет после событий столкновения. На самом деле, интенсивные эпизоды вулканической активности продолжались на ближней стороне Луны в течение 700 миллионов лет после столкновения.

По мнению экспертов, причина того, что эта щека Луны отреагировала на удар сильнее, кроется как в том, что место удара способствовало переносу теплопроизводящих материалов, так и в незначительных изменениях гравитации.

В каждом сценарии, который рассматривали исследователи, верхняя мантия в южном полушарии нагревалась и начинала течь в сторону северного полушария, перемещаясь через ближнюю сторону.

В то же время верхняя мантия на дальней стороне оставалась слишком холодной, чтобы распределить тот же материал подобным образом.

Эта разница вполне могла породить асимметрию, наблюдаемую на двух сторонах Луны.

"Как сформировался ПКТ - это, пожалуй, самый важный открытый вопрос в лунной науке", - говорит Джонс.

"А столкновение Южный полюс - Эйткен - одно из самых значительных событий в лунной истории. Эта работа объединяет эти два вопроса, и я думаю, что наши результаты действительно интересны".

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.