Около 4,5 миллиардов лет назад небольшая планета врезалась в молодую Землю, выбросив расплавленную породу в космос. Обломки медленно сливались, охлаждались и затвердевали, образуя Луну. Ученые из Университета Аризоны опубликовали в Nature Geoscience исследование раскрывающее подробности.
Большая часть того, что известно о происхождении Луны, получена из анализа образцов горных пород, собранных астронавтами Аполлона более 50 лет назад, в сочетании с теоретическими моделями. Образцы базальтовых лавовых пород, доставленные с Луны, показали удивительно высокие концентрации титана. Более поздние спутниковые наблюдения показали, что эти богатые титаном вулканические породы в основном расположены на ближней к Земле стороне Луны, но как и почему они туда попали, оставалось загадкой.
Поскольку Луна сформировалась быстро в мегастолкновении, она, вероятно, была покрыта океаном магмы. По мере того как расплавленная порода постепенно остывала и затвердевала, она сформировала мантию Луны и яркую корку, которую мы видим, когда смотрим ночью на светило. Модели предполагают, что последние остатки океана магмы кристаллизовались в плотные минералы, включая ильменит, минерал, содержащий титан и железо.
Поскольку эти тяжелые минералы плотнее мантии под ней, можно ожидать, что этот слой погрузится в недра Луны. Каким-то образом в последующие тысячелетия этот плотный материал расплавился и вернулся на поверхность в виде потоков лавы, богатых титаном, которые мы видим на поверхности сегодня.
«Луна буквально вывернулась наизнанку», — сказал один из авторов исследования Джефф Эндрюс-Ханна из Университета Аризоны.
Модели предсказали, что плотный слой богатого титаном материала под корой сначала мигрировал на ближнюю сторону Луны, возможно, из-за гигантского удара метеорита с обратной стороны, а затем погрузился во внутреннюю часть Луны в виде сети пластинчатых плит, ниспадающих в недра почти как водопады. Когда этот материал затонул, он оставил после себя небольшой остаток в виде геометрического узора из пересекающихся линейных тел плотного богатого титаном материала.
В новом исследовании авторы сравнили эту модель с набором гравитационных аномалий, обнаруженных миссией НАСА GRAIL. Эти аномалии окружают обширную темную область на ближней стороне Луны, покрытую вулканическими потоками — морями.
Авторы обнаружили, что гравитационные характеристики согласуются с этой моделью и что гравитационное поле можно использовать для составления карты распределения остатков ильменита. Получается, что богатый ильменитом слой затонул ранее 4,22 миллиарда лет назад и способствовал последующему вулканизму, наблюдавшемуся на поверхности Луны.
«Анализ этих изменений в гравитационном поле Луны позволил нам заглянуть под поверхность Луны и увидеть, что находится под ней», — сказал Адриен Броке из Немецкого аэрокосмического центра.
Двуликость Луны объяснили колоссальным древним столкновением
Для Луны создают часовой пояс — ведь секунды на Луне и на Земле разные