6.1K
Новые результаты миссии NASA GRAIL обеспечивают понимание последствий процессов, которые доминировали в ранней истории Луны и других твердых миров, таких как Земля, Марс и спутники внешней Солнечной системы. В двух статьях, опубликованных на этой неделе в журнале Science, исследователи изучили происхождение гигантского ударного бассейна Ориенталь на Луне. Исследование помогает прояснить, как сформировавшийся примерно 3,8 миллиарда лет назад кратер повлиял на геологию Луны.
Ориенталь является самым крупным и наиболее сохранившимся примером мультикольцевого бассейна. Кратеры больших размеров имеют весьма сложные структуры, часто с несколькими концентрическими кольцами. Ориенталь составляет около 930 километров в ширину и имеет три кольца, которые образуют подобный мишени рисунок.
Мультикольцевые бассейны наблюдаются на многих каменистых и ледяных мирах Солнечной системы, но до сих пор ученые не смогли договориться о том, как образовались их кольца. Им было нужно больше информации о подповерхностной структуре кратера, которая и содержится в гравиметрических данных, собранных в ходе миссии GRAIL.
Мощные удары, создавшие гигантские бассейны, сыграли важную роль в ранней геологической истории Луны. Они были чрезвычайно разрушительными, изменяющими мир событиями, которые разрывали, расплавляли и встряхивали кору молодого спутника. Они также выбрасывали материал, который падал обратно на поверхность, покрывая собой старые шрамы. Ученые используют такие наслоения выброшенного материала для определения возраста особенностей лунного рельефа.
Ориенталь стал объектом пристального внимания миссии GRAIL. Орбита двух зондов миссии была снижена, чтобы аппараты прошли на расстоянии менее 2 километров от горных колец кратера.Особый интерес для исследователей представлял размер первоначального кратера, который образовался при ударе. При меньших последующих воздействиях первоначальный кратер затерялся, а именно из его размера могут быть выведены многие характеристики события. Различные прошлые исследования поочередно присваивали статус исходного кратера каждому из трех колец Ориенталя.
Анализ данных, собранных GRAIL, показал, что начальный кратер имел границы между двумя внутренними кольцами бассейна. «Мы в состоянии показать, что ни одно из колец в бассейне Ориенталь не представляет собой начальный кратер», – говорит главный исследователь миссии Мария Зубер из Массачусетского технологического института в Кембридже (США), ведущий автор первой статьи.
Второе исследование описывает, как ученые успешно смоделировали образование Ориенталя, воспроизведя структуру кратера и показав, как сформировались кольца бассейна. Модель оказалась применимой для мульти-кольцевых бассейнов в целом. «Поскольку модели показывают, как формируется подповерхностная структура в соответствии с наблюдениями GRAIL, мы уверены, что получили понимание образования этого бассейна около 4 миллиардов лет назад», – сказал Брэндон Джонсон из Университета Брауна в Провиденс (США), ведущий автор второй статьи.
Результаты также пролили свет на другую тайну Луны: гигантские воздействия, образовавшие Ориенталь, должны были извлечь материал из мантии Луны, но вместо этого состав поверхности кратера является таким же, как у лунной коры. Таким образом, ученые давно задавались вопросом, куда же делись следы мантии. Моделирование показало, что глубокий первоначальный кратер быстро разрушился, в результате чего материал снаружи стек внутрь углубления, покрыв собой обнаженную породу мантии.
Новые идеи об Ориентале позволяют предположить, что и другие бассейны, невидимые на изображениях могут быть обнаружены с помощью их внутренней силы тяжести. «Набор данных, полученных с GRAIL, невероятно богат. На Луне много скрытых чудес и загадок на долгие годы работы», – говорит Мария Зубер.