Обширные долины Вallis Schrödinger и Vallis Planck демонстрируют невероятные силы, сформировавшие облик Луны.
Каждый год миллионы посетителей восхищаются геологической сложностью и красотой огромной пропасти Гранд-Каньона, прорезанной в пустыне Аризоны за 5 миллионов лет водной эрозии. Интересно задуматься о силе воды, которая на протяжении эпох методично прорезала слои аризонского грунта, когда река Колорадо неустанно прокладывала себе путь. Эрозия горных пород — процесс медленный, но природа терпелива, а течение воды неумолимо. Сегодня Гранд-Каньон достигает 29 километров в ширину и уходит более чем на 1 857 метров в глубину под засушливый ландшафт Аризоны — величественное зрелище поразительных масштабов.
Но еще более невероятно задуматься о силах, которые всего за 10 минут создали разломы размером с Гранд-Каньон — долины Schrödinger и Planck на Луне. Эти гигантские долины расходятся от северного края бассейна Schrödinger, который образовался почти 4 миллиарда лет назад, когда астероид размером с Манхэттен врезался в обратную сторону Луны.
В статье, опубликованной 3 февраля в Nature Communications, планетолог Дэвид Крин из Лунного и планетарного института в Хьюстоне, а также Даниэль Калленборн и Гарет Коллинз из Имперского колледжа Лондона представили научный анализ формирования этих образований, которые они описывают как «лунные великие каньоны», а также увлекательный туристический гид.
История бурного происхождения
Расположение бассейна Schrödinger на южной обратной стороне Луны скрывает его и его «лунные великие каньоны» от земных наблюдателей, но интерес к этому региону стремительно растет. Находясь на 75° южной широты, он расположен всего в 300 км от южного полюса Луны и лежит внутри южного края 2 400-километрового бассейна Южный полюс — Эйткен — крупнейшего и самого древнего ударного кратера на Луне. Кроме того, бассейн Schrödinger находится всего в 125 км от ряда потенциальных мест посадки экипажей в рамках программы Artemis, где NASA планирует высадить астронавтов, начиная с миссии Artemis 3. А в следующем году Schrödinger впервые посетит роботизированный посадочный модуль — коммерческая миссия, финансируемая NASA и созданная лабораторией Draper.
Крин и его коллеги представляют увлекательное исследование грандиозных сил, создавших долины Schrödinger и Planck. Учитывая, что на образование Гранд-Каньона в Аризоне потребовалось 5 миллионов лет, трудно осознать, что его лунные аналоги появились всего за 10 минут. Однако ученые смогли понять этот невероятно короткий процесс, проанализировав 15 вторичных кратеров, расположенных внутри Vallis Schrödinger, используя изображения и данные о высотах, полученные орбитальным аппаратом NASA Lunar Reconnaissance Orbiter.
Хотя вытянутый разлом Vallis Schrödinger называют «долиной», технически он также является цепочкой кратеров (catena) — линейным рядом кратеров шириной от 10 до 16 км, образованных серией ударов осколков, выброшенных из одного источника. В данном случае этот поток осколков был выброшен при мощнейшем взрыве, сформировавшем бассейн Schrödinger.
Обычно вторичные кратеры, образованные выбросами из первичного кратера шириной менее 260 км, составляют около 4% от его размера. Применяя этот принцип к 320-километровому бассейну Schrödinger, исследователи обнаружили, что цепь из 15 вторичных кратеров в Vallis Schrödinger немного больше ожидаемого размера. Это может быть связано с тем, что территория, где они образовались, уже была сейсмически ослаблена предыдущим ударом, создавшим бассейн Южный полюс — Эйткен около 500 миллионов лет ранее. Тем не менее, расположение и ориентация как Vallis Schrödinger, так и Vallis Planck однозначно указывают на их происхождение от удара, сформировавшего бассейн Schrödinger.
Анализируя баллистику обломков, выброшенных при ударе, сформировавшем бассейн Schrödinger, команда ученых определила, сколько времени потребовалось для создания этих радиальных «лунных великих каньонов». Скорости, необходимые для выброса блоков выбросов шириной от 0,5 до 1,25 км, которые сформировали Vallis Schrödinger, при углах траекторий от 20° до 45°, составляли около 1 км/с. Обломки, образовавшие самую дальнюю часть более протяженной долины Vallis Planck, двигались немного быстрее — со скоростью около 1,23–1,28 км/с. (Авторы отмечают, что это примерно половина скорости убегания с Луны.)
Эти скорости, углы траекторий и расстояния до места падения указывают на время полета гигантских выброшенных глыб от 4,5 до 15 минут для формирования Vallis Schrödinger и от 5,2 до 15,4 минут для более длинной Vallis Planck. Таким образом, самые мощные удары, создавшие каньоны, произошли в течение 10 минут.
Не менее поразительна и рассчитанная мощность этих ударов, которые сформировали цепь кратеров в Vallis Schrödinger. Она оказалась в 700 раз больше, чем совокупная мощность всех ядерных испытаний, проведенных США, Россией и Китаем, или в 130 раз больше всей мировой ядерной боевой мощи.
Последствия для программы Artemis
Близость бассейна Schrödinger к южному полюсу — цели предстоящих посадок экипажей Artemis — также имеет значение для науки, проводимой в этих местах. Рассматриваемые зоны посадки Artemis находятся в пределах 500 км от зоны выброса осколков, выброшенных при ударе, сформировавшем бассейн Schrödinger, что означает, что многие тонны материала из бассейна Schrödinger могут скрывать важные образцы из бассейна Южный полюс — Эйткен. Одна из целей программы Artemis — собрать образцы осколков Южного полюса — Эйткен, которые могли бы иметь происхождение с глубины до 100 км. Однако хорошая новость заключается в том, что анализ Vallis Schrödinger, Vallis Planck и других лучей осколков от бассейна Schrödinger показал, что паттерн выброса асимметричен, и меньшее количество материала направлено к зоне исследований Artemis.
Создание лунных великих каньонов — это увлекательная тема для размышлений и лишь одна из граней разгадки полного понимания нашего естественного спутника. В ближайшие месяцы и годы появится больше информации, поскольку лунная головоломка будет разгадана. Сейчас отличное время, чтобы стать свидетелем прогресса в исследовании Луны.