Согласно гипотезе гигантского столкновения, Луна образовалась в результате мощного удара между первозданной Землёй и объектом размером с Марс (Тейей) примерно 4,5 миллиарда лет назад. Эта теория во многом основана на исследовании образцов горных пород, доставленных миссиями «Аполлон», а также сейсмических исследованиях, которые показали, что Земля и Луна схожи по составу и структуре. Дополнительные исследования поверхности Луны выявили признаки её вулканической активности в прошлом, включая лунные моря — тёмные, плоские области, заполненные застывшей лавой.
Ранее учёные полагали, что эти моря образовались в результате сокращения внутренней части Луны миллиарды лет назад и что с тех пор Луна оставалась геологически неактивной. Однако новое исследование, проведённое сотрудниками Национального музея авиации и космонавтики (NASM) и Университета Мэриленда (UMD), выявило небольшие хребты на обратной стороне Луны, которые моложе, чем те, что находятся на видимой стороне. Эти результаты стали дополнительным доказательством того, что Луна продолжает испытывать геологическую активность даже спустя миллиарды лет после своего формирования.
Исследование проводили Коул Найпейвер и Томас Р. Уоттерс — постдокторант и старший геолог Центра изучения Земли и планет при NASM, входящего в Смитсоновский институт. В работе также участвовала Джеки Кларк, научный сотрудник Департамента геологии UMD. Их статья под названием «Недавняя тектоническая деформация лунного моря на обратной стороне Луны и бассейна Южный полюс – Эйткен» недавно была опубликована в журнале Planetary Science Journal.
На основе предыдущих исследований учёные определили, что когда-то у Луны было магнитное поле. Подобно земному, оно формировалось за счёт динамо-эффекта во внутренней части Луны, вызванного вращением жидкого внешнего ядра вокруг твёрдого внутреннего ядра в направлении, противоположном осевому вращению Луны. Однако около 4 миллиардов лет назад в ядре Луны началась кристаллизация, что привело к исчезновению динамо-эффекта примерно 2,5–1 миллиард лет назад. Это, в свою очередь, вызвало исчезновение её магнитосферы и прекращение вулканической активности около 3 миллиардов лет назад. Как отметила Джеки Кларк в недавнем пресс-релизе Университета Мэриленда:
«Многие учёные считают, что большая часть геологических процессов на Луне завершилась примерно 2,5–3 миллиарда лет назад. Но наши данные показывают, что тектонические образования оставались активными на протяжении последнего миллиарда лет и, возможно, активны до сих пор. Эти небольшие хребты в лунных морях, похоже, сформировались всего 200 миллионов лет назад, что сравнительно недавно по меркам Луны».
Используя передовые методы картографирования и моделирования, Найпейвер, Уоттерс и Кларк обнаружили 266 ранее неизвестных небольших хребтов на обратной стороне Луны. В основном они группировались по 10–40 образований, которые, вероятно, возникли 3,2–3,6 миллиарда лет назад в узких зонах с ослабленной корой Луны. Применяя метод «подсчёта кратеров», команда определила, что эти хребты значительно моложе окружающих геологических структур.
«В целом, чем больше кратеров на поверхности, тем она старше, так как со временем накапливает больше ударных образований», — объяснила Кларк. «После подсчёта кратеров вокруг этих небольших хребтов и анализа того, что некоторые из них прорезают уже существующие ударные кратеры, мы пришли к выводу, что эти образования оставались тектонически активными в последние 160 миллионов лет».
Команда также отметила, что хребты, обнаруженные на обратной стороне Луны, по структуре похожи на те, что находятся на видимой стороне. Это говорит о том, что они были созданы одними и теми же силами, возможно, неглубокими лунотрясениями, которые впервые зафиксировали миссии «Аполлон». Учёные пришли к выводу, что эти явления вызваны сочетанием изменений в орбите Луны и её постепенным сжатием — это также объясняет, почему на Луне до сих пор происходят оползни. Понимание факторов, формирующих лунную поверхность, имеет огромное значение для будущих миссий.
Как отметила Кларк, это открывает новые возможности для дальнейшего изучения эволюции Луны:
«Мы надеемся, что будущие миссии на Луну будут оснащены инструментами, такими как георадар, чтобы исследователи могли лучше изучить структуры под лунной поверхностью. Осознание того, что Луна всё ещё геологически активна, имеет большое практическое значение для планирования размещения астронавтов, оборудования и инфраструктуры на её поверхности».