Исследователи из Брауновского университета показали, что столкновение, сформировавшее на Луне гигантский ударный кратер, известный под названием Бассейн Южный полюс — Эйткен, создало мощный тепловой поток в недрах нашего спутника. Этот поток обеспечил перенос на видимую сторону Луны редкоземельных и тепловыделяющих элементов.
Концентрация радиоактивных элементов в одном районе способствовала активизации вулканов, которые сформировали рельеф равнин видимой стороны.
Планетологи использовали компьютерное моделирование, чтобы оценить влияние ударного теплового потока на конвекцию внутри Луны и распределение KREEP-пород в лунной мантии. KREEP — это акроним для обозначения лунных пород, состоящих из калия, редкоземельных элементов, фосфора, а также радиоактивных элементов. Считается, что эти породы представляют собой затвердевшую верхнюю часть мантии, которая находится прямо под лунной корой.
Моделирование, по словам ученых, показало, что KREEP-породы должны были как серфер скользить по волне, распространившейся из зоны удара. По мере движения теплового потока эти породы постепенно сконцентрировались на видимой стороне Луны. Команда использовала разные варианты симуляции удара — от скользящего касания до смертельного столкновения. Сценарии показывали разное тепловое воздействие, однако во всех моделях подтверждалась концентрация KREEP в районе KREEP-террейн Океана Бурь.
«Мы знаем, что большие удары, подобные тому, что образовал Бассейн Южный полюс — Эйткен, приводят к выбросу тепла, — сказал Мэтт Джонс, планетолог из Университета Брауна и соавтор исследования. — Вопрос в том, как это тепло влияет на внутреннюю динамику Луны. Мы показываем, что при любых возможных условиях в то время, когда образовался этот Бассейн, ударная волна в конечном счете концентрирует выделяющие тепло элементы на видимой стороне».
Различия между видимой и обратной сторонами Луны были впервые обнаружены в 1960-х годах советскими миссиями на Луну и американской программой «Аполлон». На первом этапе была отмечена разница во внешнем облике, дальнейшие исследования показали существенные различия в химическом составе поверхности и внутренних пород.
Теория образования KREEP-пород вследствие отвердевания верхней части мантии предполагала равномерное распределение этих веществ под поверхностью Луны. Однако анализы химического состава показывали, что такие породы концентрируются в одном аномальном районе — KREEP-террейн Океана Бурь. Исследователи считают, что их работа дает достоверное объяснение этой загадки Луны.
«Как сформировался KREEP-террейн Океана Бурь — возможно, самый важный открытый вопрос в изучении Луны, — говорит Джонс. — Столкновение, сформировавшее Бассейн Южный полюс — Эйткен, — одно из самых значительных событий в истории спутника. Наше исследование впервые объединяет эти события».
Фото обложки: NASA
Читать далее:
Внутри Земли есть еще «планета»: как она спасла зарождающуюся жизнь
Новое исследование опровергает теорию о передаче световой энергии
Все, что вы знали о тираннозавре — неправда: как наука меняет его голливудский образ