Спутник-"перевертыш": ученые раскрыли тайну лунных аномалий

Вскоре после своего "рождения", миллиарды лет назад, Луна буквально "вывернулась наизнанку".

Ученые смогли объяснить некоторые "странности" спутника Земли, которые занимают их умы уже несколько десятилетий. Используя методы симуляции и компьютерного моделирования, исследователи нашли подтверждения удивительной гипотезе. Теперь они утверждают, что на заре своего существования Луна буквально "вывернулась наизнанку". 

Об этом пишет журнал Science Alert.

Поверхность Луны химически ассиметрична, что может быть следствием переворота мантии в то время, когда Луна еще была очень молодым небесным телом. В результате те слои, которые находилось на поверхности спутника Земли, ушли вглубь, а нижние слои мантии вышли наружу.

Эту гипотезу впервые высказали несколько десятилетий назад, но до сих пор у ученых не было возможностей подтвердить или опровергнуть ее. Развитие технологий наконец позволило группе исследователей под руководством планетологов Вейгана Ляна и Адриана Броке из Университета Аризоны получить новые доказательства, подтверждающие это удивительное явление. Исследователи обнаружили, что модель переворота мантии лучше всего объясняет гравитационную карту Луны и ее аномалии.

В частности, проведя серию симуляций команда ученых показала, как гравитационные аномалии на ближней стороне Луны согласуются с наличием и расположением плотных пород и минералов, которые образовались в первые дни существования небесного тела.

Более того, исследователи смогли точно определить, когда произошел этот переворот: около 4,22 миллиарда лет назад, вскоре после того, как Луна образовалась из куска Земли, отколовшегося во время сильного столкновения в начале истории Солнечной системы.

Одна из самых необычных особенностей Луны связана с ее поверхностью. На ближней стороне Луны есть область, которую называют "геохимически странной". Она известна как "KREEP-террейн" и богата специфическими и неожиданными металлами: калием, редкоземельными элементами и фосфором.

KREEP-террейн также пересекается с лунными морями — большими базальтовыми равнинами, которые образовались в результате вулканической активности. В толще этого базальта содержится много скоплений ильменита (IBC) – очень плотного минерала, который состоит в основном из титана и железа.

Это долго вызывало недоумение у ученых, потому что под этим слоем находятся гораздо менее плотные породы. В обычных условиях все должно было быть наоборот – более плотные породы в глубине, а менее плотные – на поверхности.

Эту странность можно объяснить геодинамическими процессами в молодой Луне. В то время ее поверхность была покрыта океаном расплавленной магмы, которая постепенно остывала, образуя кору и мантию. В конце этого процесса в слое между корой и мантией образовались плотные минералы, такие как ильменит, а элементы террейн-KREEP сконцентрировались в жидком резервуаре.

Со временем плотные минералы осели ближе к ядру Луны, где нагрелись и в результате вулканической активности поднялись на поверхность, перевернув при этом мантию "вверх тормашками".

Картина, полученная с помощью модели переворота лунной мантии, соответствовала карте поверхностной гравитации на Луне. Эта карта была составлена на основе наблюдений, собранных орбитальными аппаратами НАСА (GRAIL). Моделирование также позволило определить, когда произошел этот переворот – как минимум 4,22 миллиарда лет назад.

"Таким образом, лунное гравитационное поле сохраняет важные данные о перевороте лунной мантии, который стал определяющим событием в ранней истории Луны, но детали его до сих пор оставались неизвестными", – рассказали исследователи.

Напомним, то Луна оказалась на 40 млн лет старше, чем думали ранее. Это стало возможно благодаря недавнему анализу лунного грунта, доставленного последней миссией "Аполлон" в 1972 году.