Самый большой и древний кратер на Луне имеет более круглую форму, чем считалось ранее

Топографическая модель Луны с использованием цветовой шкалы от фиолетового (низкий) до красного (высокий) на основе данных, собранных NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter и Kaguya Японским космическим агентством. Это глобальный вид, показывающий весь бассейн Южного полюса-Эйткена (SPA). Треугольники отмечают гороподобные объекты, которые можно найти по всему SPA. Автор: Hannes Bernhardt

Бассейн Южный полюс-Эйткен — старейший и крупнейший видимый кратер на Луне — огромная геологическая рана возрастом 4 миллиарда лет, которая хранит тайны ранней истории Луны, подобно лунной капсуле времени.

Основываясь на некоторых особенностях бассейна, исследователи предположили, что кратер имел форму овала или эллипса. В течение многих лет ученые считали, что этот огромный кратер был образован объектом, ударившим по Луне под небольшим углом, возможно, таким же экстремальным, как камень, прыгающий по воде. Согласно этой теории, очень мало обломков от удара разлетелось по Южному полюсу Луны, который является районом посадки для предстоящих миссий Artemis по возвращению людей на поверхность Луны.

Однако новое исследование, проведенное учеными Мэрилендского университета и опубликованное в журнале Earth and Planetary Science Letters, предполагает, что столкновение могло быть гораздо более прямым, что привело к образованию гораздо более круглого кратера. Это открытие ставит под сомнение наше нынешнее понимание истории Луны и имеет важные последствия для будущих миссий НАСА на Луну.

«Изучать бассейн Южный полюс-Эйткен в целом сложно из-за его огромных размеров, поэтому ученые все еще пытаются понять его форму и размер. Кроме того, с момента образования бассейна прошло 4 миллиарда лет, и многие другие воздействия затмили его первоначальный облик», — пояснил ведущий автор исследования Ханнес Бернхардт, младший научный сотрудник геологического факультета UMD.

«Наша работа бросает вызов многим существующим представлениям о том, как произошло это гигантское столкновение и как распределились материалы, но теперь мы на шаг ближе к лучшему пониманию ранней истории Луны и ее эволюции с течением времени».

Используя данные высокого разрешения с лунного разведывательного орбитального аппарата NASA, Бернхардт и его команда разработали инновационный подход к пониманию сложной структуры бассейна Южный полюс-Эйткен. Они идентифицировали и проанализировали более 200 горных образований, разбросанных по всему бассейну, геологические особенности, которые, как подозревала команда, были древними остатками первоначального удара.

Изучив распределение и форму этих горообразных образований, команда пришла к выводу, что в результате удара должен был образоваться более круглый кратер, из которого значительные куски материала, из которого образовалась планета, были рассеяны по поверхности Луны, включая регион Южного полюса.

«Более округлая, более круглая форма указывает на то, что объект ударился о поверхность Луны под более вертикальным углом, возможно, подобно падению камня прямо на землю», — сказал Бернхардт. «Этот круговой удар подразумевает, что обломки от удара распределены вокруг него более равномерно, чем предполагалось изначально, а это значит, что космонавты Artemis или роботы в районе Южного полюса смогут внимательно изучить камни из глубины мантии или коры Луны — материалы, к которым мы обычно не можем получить доступ».

Недавно индийский марсоход Chandrayaan 3 обнаружил минералы, указывающие на наличие обломков, образовавшихся в результате удара из мантии вблизи Южного полюса, что подтверждает теорию команды UMD о том, что более вертикальное столкновение привело к образованию круглого бассейна, который необходим для распыления такого материала в этой области.

Бернхардт считает, что исследования его команды предоставляют критически важную информацию для будущих миссий на Луну, помогая планировщикам миссий и астронавтам определять области для исследования и материалы, с которыми они могут столкнуться. Толстый слой, богатый материалами из нижней коры и верхней мантии, может предоставить беспрецедентный доступ к сложной геологической истории Луны, потенциально проливая свет не только на формирование Луны, но и на преобразующие события, которые сформировали нашу Солнечную систему.

«Одним из самых захватывающих последствий нашего исследования является то, как оно применимо к миссиям на Луну и дальше», — сказал Бернхардт. «Космонавты, исследующие лунный Южный полюс, могут получить более легкий доступ к древним лунным материалам, которые могут помочь нам понять, как появились Луна и наша Солнечная система».

Больше информации: Hannes Bernhardt et al, Numeric ring-reconstructions based on massifs favor a non-oblique south pole-Aitken-forming impact event, Earth and Planetary Science Letters (2024). DOI: 10.1016/j.epsl.2024.119123

Источник: University of Maryland