Новая лунная карта может помочь в организации будущих миссий по возвращению образцов

Картографирование 1:3M (первоначально нанесенное на карту в масштабе 1:200 000) части бассейна Ориентале. Автор: The Planetary Science Journal (2024). DOI 10.3847/PSJ/ad862f

Миллиарды лет назад гигантский астероид врезался в луну с такой энергией, что расплавил породу, пока она не стала сверхгорячей и раскаленной добела, или то, что ученые называют ударным расплавом. В конечном итоге он остыл и затвердел, создав многокольцевой ударный кратер, который сегодня известен как Восточный бассейн.

Наличие образцов ударного расплава ценно, поскольку ученые могут использовать лабораторные методы для определения точного времени затвердевания расплава, а следовательно, и возраста удара. Проблема в том, что геологические процессы после удара — такие как потоки лавы и более мелкие удары — похоронили и перемешали большую часть первоначального ударного расплава.

Однако анализ ударного кратера, из которого образовался камень, стоит затраченных усилий, поскольку эти знания могут помочь ученым понять, как менялась частота столкновений на протяжении истории Солнечной системы, а также как столкновения сформировали Луну, Землю и раннюю жизнь на нашей планете.

Научный сотрудник Planetary Science Institute Кирби Раньон является ведущим автором статьи, опубликованной в The Planetary Science Journal и содержащей новую геологическую карту высокого разрешения бассейна Orientale, которая пытается определить исходный расплав, образовавшийся в результате удара. Есть надежда, что будущие исследователи будут использовать эту карту для определения целей миссий по возврату образцов и точного определения дат удара для этого и других ударных бассейнов.

«Мы решили картировать Восточный бассейн, потому что он одновременно старый и молодой», — сказал Раньон. «Мы думаем, что ему около 3,8 миллиарда лет, что достаточно молодо, чтобы его ударный расплав все еще был недавно обнажен на поверхности, но достаточно старым, чтобы накопить на нем большие ударные кратеры, что усложняет картину. Мы решили картировать Восточный бассейн, чтобы проверить стратегии идентификации расплава для более старых, более деградировавших ударных бассейнов, возраст которых мы хотели бы узнать».

Звезды отмечают края и обломки меньших ударных кратеров, которые раскрыли ранее погребенный расплав Orientale. Таким образом, если породы из отмеченных звездами мест окажутся того же возраста, что и породы из областей BFsc, геологи знают, что они могут положиться на породы из похожих небольших кратеров в других, более деградированных бассейнах, чтобы зафиксировать возраст формирования этих бассейнов.

«Чердак Земли»

Ранние записи о столкновениях с Землей с ее первого миллиарда лет — около 4,5–3,5 миллиардов лет назад — были стерты перемещением континентов, водой, погодой и общим нарушением со стороны живых существ. Фактически, самой Земле 4,5 миллиарда лет, в то время как большинству ее поверхностных пород менее полумиллиарда лет. Напротив, большинство поверхностных пород Луны старше примерно 2,5 миллиардов лет.

«Луна — это своего рода чердак Земли с точки зрения сохранения записей об ударах; это единственное место, где мы можем получить фотографии младенчества Земли», — сказал Раньон. «Луна находится так близко к нам, что ее запись об ударах является надежной прокси-записью для ранней Земли, и мы можем масштабировать статистику ударов, чтобы иметь некоторое разумное приближение того, каков был первый миллиард лет Земли с точки зрения ударов. У Земли больше гравитация, и мы больше, поэтому мы бы подвергались ударам немного чаще и сильнее, чем Луна».

Понимание ранней среды обитания Земли является ключом к пониманию того, когда и как на ней впервые возникла жизнь.

«Гигантские столкновения — вроде того, что сформировало Orientale — могут испарить океан и убить любую жизнь, которая уже зародилась», — сказал Раньон. «Недавнее моделирование показало, что мы, вероятно, никогда полностью не стерилизовали Землю во время этих крупных столкновений, но мы не знаем наверняка. В какой-то момент наши океаны могли испариться от столкновений, затем снова сконденсироваться и неоднократно выпасть в виде дождя. Если это случалось несколько раз, то только после последнего раза жизнь могла закрепиться».

Раньон и его соавторы надеются, что их метод картирования можно будет использовать и в других ударных бассейнах по всей Луне, чтобы будущие миссии по возвращению образцов могли проверить этот подход, отбирая образцы пород из областей, похожих на те, что отмечены на их карте.

«Если образцы, собранные в любой из отмеченных звездочкой областей на нашей карте, имеют тот же возраст, что и образцы, собранные в областях BFsc, которые обозначают первоначальное ударное расплавление, то мы уверены, что можем применить метод отбора проб ударного расплавления к другим бассейнам», — сказал Раньон.

Больше информации: Kirby Runyon et al, Orientale Basin as a Guide for Identifying Lunar Basin Datable Impact Melt and Assessing Impact Melt Differentiation, The Planetary Science Journal (2024). DOI: 10.3847/PSJ/ad862f. iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ad862f

Источник: Planetary Science Institute