Десятилетиями ученые собирали историю Луны по кусочкам, используя образцы с ее ближней стороны, собранные во время миссий NASA Apollo. Но затем в мае 2024 года китайская миссия Chang’e 6 приземлилась на таинственной обратной стороне Луны. К июню она вернулась на Землю с драгоценным грузом: 1935,3 грамма лунного материала, первые в истории образцы со скрытой половины Луны.
Теперь группа китайских ученых сообщила о том, что они обнаружили после анализа этих образцов. Их выводы подтверждают то, что долгое время считалось таковым: ранняя Луна когда-то была полностью охвачена расплавленным «океаном магмы». Это глобальное море жидкой породы, которое, вероятно, просуществовало десятки или сотни миллионов лет, остыло и кристаллизовалось, образовав кору и мантию Луны. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Теория о том, что глобальный магматический океан когда-то покрывал Луну в ее ранней истории, известна как модель лунного магматического океана (LMO). Она описывает, как обломки от удара Теи (планеты размером с Марс, которая врезалась в раннюю Землю) объединились, образовав Луну. Энергия от этого огромного события привела к тому, что недавно образованная Луна стала чрезвычайно горячей с расплавленной поверхностью.
Предполагается, что по мере того, как магматический океан начал остывать, из расплавленного материала кристаллизовались минералы с различной плотностью: более плотные минералы, такие как оливин и пироксен, опустились на дно, образовав мантию Луны, а более легкие минералы, такие как анортозит, всплыли на поверхность и образовали лунную кору.
Идея существования лунного магматического океана впервые была высказана после миссий «Аполлон», но она основывалась исключительно на образцах с видимой стороны Луны.
«Без образцов с другой стороны это было похоже на решение головоломки, в которой не хватает половины деталей», — сказал Лю Дуньи, старший научный сотрудник Китайской академии геологических наук.
Образцы Chang’e 6 теперь заполнили пробелы. Команда проанализировала фрагменты базальта с дальней стороны и обнаружила поразительное сходство с базальтами с низким содержанием титана с ближней стороны. Оба, должно быть, образовались в магматическом океане, что предполагает, что эта расплавленная фаза была глобальным явлением, охватывающим всю луну.
Но образцы, собранные в бассейне Южный полюс-Эйткен, также выявили нечто неожиданное. Соотношение изотопов урана и свинца в базальтах дальней стороны отличалось от таковых на ближней стороне. Исследователи утверждают, что это расхождение не является совпадением. Оно указывает на мощный удар астероида, который изменил мантию Луны вокруг места посадки Чанъэ миллиарды лет назад.
Бассейн Южный полюс-Эйткен, где приземлился Чанъэ-6, — это не обычный кратер. Это крупнейший и старейший ударный бассейн во внутренней солнечной системе, простирающийся на 2500 километров в ширину и уходящий на 13 километров в глубину. Образованный около 4,3 миллиарда лет назад, этот колоссальный шрам является напоминанием о жестоком хаосе ранней солнечной системы.
Удар огромного астероида, вероятно, изменил мантию луны, изменив ее химические и физические свойства. «Другими словами, луна когда-то была покрыта глобальным океаном магмы, но последующие бомбардировки астероидами вызвали различные эволюционные процессы на ближней и дальней сторонах», — объяснил Лонг Тао, старший научный сотрудник группы.
Эти идеи важны. Поверхность Земли была изменена тектонической активностью, стершей большую часть ее ранних записей о столкновениях, тогда как Луна похожа на геологический музей, в котором миллиарды лет истории все еще выставлены на обозрение.
«Изучение истории столкновений Луны помогает нам понять собственное прошлое Земли, которое было затемнено тектонической активностью», — добавил Лонг.
Продолжая анализ образцов, полученных с «Чанъэ-6», ученые могут раскрыть еще больше секретов происхождения Луны и, как следствие, истории нашей Солнечной системы.
