Луна хранит летопись ранней Солнечной системы, так как ее поверхность, испещрённая кратерами разного размера и возраста, — это гигантский архив метеоритных бомбардировок, длившихся миллиарды лет. Но до недавнего времени исследователи работали лишь с половиной архива. Все образцы лунного грунта, доставленные на Землю миссиями «Аполлон» и советскими «Лунами», были собраны на видимой стороне Луны. Что происходит на обратной, оставалось загадкой. До сих пор.
Китайская миссия «Чанъэ-6», вернувшая на Землю образцы из бассейна Южный полюс — Эйткен, позволила учёным впервые взглянуть на историю столкновений с обратной стороны и сопоставить её с известной хронологией ближнего полушария. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, оказались неожиданными и одновременно ожидаемыми: история ударов на обеих сторонах Луны практически идентична, а значит, единая хронологическая шкала работает для всего спутника.
Почему это важно
Связь между плотностью кратеров и возрастом поверхности — краеугольный камень планетной геологии. Чем больше кратеров на единицу площади, тем старше порода. Но чтобы перевести относительный возраст в абсолютный, нужны точки калибровки — образцы с точно определённым радиометрическим возрастом из районов с известной плотностью кратеров. До «Чанъэ-6» все такие точки находились на видимой стороне. Исследователи не знали, насколько правомерно экстраполировать эту зависимость на обратную сторону, где условия формирования коры могли отличаться, и экранирование от метеоритов — тоже. Некоторые модели даже предполагали, что обратная сторона подвергалась более интенсивной бомбардировке из-за отсутствия защитного влияния Земли. Китайский зонд поставил точку в этом споре.
Что нашёл «Чанъэ-6»
Посадочный модуль совершил посадку внутри бассейна Южный полюс — Эйткен, одного из древнейших и крупнейших ударных образований Луны. Анализ доставленных образцов показал, что в них преобладает местный базальтовый материал возрастом около 2,807 миллиарда лет. Это дало первую надёжную точку калибровки для обратной стороны. Учёные измерили плотность кратеров вокруг места посадки и нанесли эти данные на существующую хронологическую кривую, построенную по образцам с видимой стороны. Точка легла точно в 95-процентный доверительный интервал. Статистической разницы между потоками ударов на двух полушариях не обнаружилось.
Но главный сюрприз ждал в другом. Среди образцов нашлись фрагменты норитовых пород с возрастом 4,247 миллиарда лет. Анализ показал, что это кристаллизованные ударные расплавы, образовавшиеся при формировании самого бассейна Южный полюс — Эйткен. Это напрямую датирует одно из древнейших ударных событий на Луне.
Конец гипотезы поздней тяжёлой бомбардировки
Полученные данные наносят серьёзный удар по одной из самых обсуждаемых концепций планетологии — гипотезе поздней тяжёлой бомбардировки. Согласно этой теории, около 3,9 миллиарда лет назад внутренняя часть Солнечной системы пережила кратковременный, но катастрофический всплеск метеоритных ударов. Многие образцы «Аполлона» действительно показывали возраст около 3,9 миллиарда лет, что породило гипотезу о глобальном катаклизме.
Однако альтернативное объяснение всегда заключалось в том, что эти образцы могли быть выбросами из одного крупного бассейна — Имбриум, а не свидетельством общесистемного события. Данные «Чанъэ-6» склоняют чашу весов именно к этому сценарию. Образец возрастом 4,247 миллиарда лет и отсутствие пика активности около 3,9 миллиарда лет на обратной стороне указывают на монотонное, постепенное снижение интенсивности бомбардировки после основной фазы аккреции планет. Никакого резкого всплеска 3,9 миллиарда лет назад не было.
Новая хронология и её значение
На основе всех доступных данных, включая новые точки от «Чанъэ-6», исследователи построили уточнённую функцию хронологии лунного кратерообразования. Она показывает плавное и быстрое снижение частоты ударов в ранней истории Луны. Это меняет не только наше представление о прошлом самого спутника, но и подходы к датировке поверхностей других тел Солнечной системы — Марса, Меркурия, астероидов. Ведь лунная хронология долгое время служила эталоном для всей внутренней части системы.
Кроме того, более точные данные позволят лучше планировать будущие миссии. Зная истинный возраст ключевых геологических единиц на обеих сторонах Луны, учёные смогут выбирать наиболее перспективные места для посадки и отбора проб с максимальной научной отдачей.
Миссия «Чанъэ-6» блестяще продемонстрировала ценность возврата образцов с неизведанных территорий. То, что десятилетиями оставалось предметом споров и моделей, было разрешено прямым анализом вещества. И теперь история ранней Солнечной системы предстаёт в новом свете — более плавной, постепенной, но от этого не менее драматичной.