Система Земля-Луна до сих пор продолжает оставаться загадкой для ученых. Исследователи считают, что эта система сформировалась, когда планетное тело размером примерно с Марс столкнулось с протоземлей. В конечном счете Земля оказалась более крупным осколком этого столкновения и сохранила достаточно тепла для поддержания тектонической активности. Луна, меньший осколок столкновения, вероятно, быстрее остыла и превратилась в «геологически мертвый» объект. Наблюдаемый учеными ранний геологический динамизм Луны противоречит этим представлениям.
Новые данные, полученные группой Стивена М. Элардо (Stephen M. Elardo), свидетельствуют о том, что причиной повышенной геологической активности Луны могли быть радиоактивные элементы, уникальным образом распределившиеся после мощного столкновения, породившего Луну. Согласно данным наблюдений, вулканическая и магнитная активность на Луне регистрировались не более чем 1 миллиард лет назад, то есть значительно позднее в истории эволюции естественного спутника нашей планеты, чем ожидалось.
Если взглянуть на Луну с поверхности Земли, то на ближней, всё время обращенной к нам стороне видны протяженные темные участки поверхности, называемые «морями» и представляющие собой вулканические породы. Наблюдения показывают, что на ближней стороне Луны моря занимают около 31 процента видимой с Земли поверхности. Однако наблюдения обратной стороны Луны при помощи космических аппаратов показывают, что на ней практически нет морей – они занимают лишь около 1 процента от поверхности. В чем же состоит причина такой асимметрии?
Согласно новой гипотезе, основанной на анализе химического и изотопного состава образцов лунного грунта, доставленных на Землю астронавтами миссии «Аполлон», расплавление лунных пород в ранний период ее истории и вулканическая активность могли быть обусловлены снижением температур плавления пород за счет присутствия радиоактивных элементов, таких как калий, торий (распределение тория по поверхности Луны – см. рисунок) и уран. Ученым ранее уже было известно, что радиоактивный распад этих элементов, обнаруженных в составе образцов пород морей ближней стороны Луны, снабжал поверхность спутника Земли теплом, однако теперь исследователи показали, что снижение температур плавления пород позволило Луне за счет одного лишь собственного тепла радиоактивного распада элементов поддерживать геологическую активность, достаточную для формирования на ее ближней стороне расплавленных участков, застывших впоследствии в лунные моря.