Аналізуючи зразки ґрунту з Місяця, які привезли астронавти місій «Аполлон», селенологи змогли з'ясувати, як утворився найбільший кратер на супутнику — басейн Південний полюс — Ейткен. Виявилося, це сталося за одне зіткнення Місяця з космічним тілом, яке було настільки потужним, що розплавило кору у регіоні на магму й утворило кратер. За оцінками науковців, зіткнення відбулося близько 4,338 мільярдів років тому. І на їхню думку, тоді ж і Земля мала переживати подібні потужні зіткнення, які могли суттєво вплинути на її розвиток, включаючи занесення води, що сприяло формуванню умов для виникнення життя. Результати дослідження опубліковані в журналі Science Advances.
Зображення кратера, яке зробили у ході місії «Аполлон-17». James Stuby / Wikimedia Commons
Чому важливо знати про цей кратер?
Кратер Південного полюса — Ейткен, розташований на зворотному боці Місяця, є одним із найбільших і найглибших ударних басейнів у Сонячній системі. Утім, дотепер було незрозуміло, що утворило кратер глибиною у 8,2 кілометра та діаметром у близько 2 500 кілометрів. Зокрема важливо уточнити, чи це була одна ударна подія, чи декілька, адже тоді астрономи могли б краще зрозуміти, що відбувалося у найраніші етапи формування Місяця та Сонячної системи в цілому. Зокрема це підказало б, як застигав океан магми на Місяці, і чи був період інтенсивного бомбардування Землі та Місяця близько 4 мільярдів років тому, або ж зіткнення з космічними тілами були більш рівномірно розподілені в часі. Відповіді на питання щодо формування Південного полюса — Ейткен команда науковців з Аризонського університету вирішила пошукати у зразках з Місяця, які привозили місії «Аполлон» у 1971 та 1972 роках.
Як встановили подробиці зіткнення?
У дослідженні селенологи зосередилися на аналізі кристалів циркону, які є стійкими мінералами, що можуть лишатися незмінними мільярди років. Використовуючи уран-свинцевий метод радіоізотопного датування, дослідники оцінили вік 10 кристалів циркону у діапазоні від 4338,47 до 4334,24 мільйонів років з похибкою близько 0,5 мільйона років. Однаковий вік засвідчив, що кристали утворилися в один час. Це ж підтвердив і аналіз концентрації рідкісноземельних елементів, як-от цирконію, ніобію і торію, а також співвідношення ізотопів гафнію. Він казав на те, що циркон утворився з одного розплавленого шару.
Як вважають науковці, тільки дуже масштабне зіткнення могло створити достатньо великий і однорідний розплавлений шар магми, у якому після кристалізації утворилися б кристали циркону з такими однорідними характеристиками. І хоча ці кристали не взяли зі зразків місячного ґрунту безпосередньо з Південного полюса — Ейткен, а з регіонів на видимому боці Місяця, науковці вважають, що вони можуть бути пов'язані з його утворенням. Зокрема тому, що удар мав би розкидати речовину супутника на великі відстані, розповсюдивши його по всій поверхні.
Що це зіткнення каже про Місяць?
Дослідження підтвердило, що Місяць зазнавав надзвичайно потужних зіткнень на ранніх етапах своєї історії. Зокрема, зіткнення такого масштабу, яке могло утворити басейн Південний полюс — Ейткен, мало глобальні наслідки для Місяця, включаючи можливе переплавлення значної частини його поверхні та перерозподіл матеріалу по всьому супутнику. Також відкриття допомагає уточнити хронологію ключових подій в історії ранньої Землі, адже наша планета і Місяць утворилися в одному регіоні Сонячної системи й приблизно в один час. Але на відміну від Місяця, сліди таких давніх подій на Землі були стерті тектонічною активністю, ерозією та іншими геологічними процесами.
- Нещодавно селенологам також вдалося знайти найдавніші сліди води на Місяці. Вони свідчать, що Місяць не втратив всі леткі речовини одразу після утворення, і може зберігати запаси води, які розкажуть про її появу у Сонячній системі.