Луна оказалась неожиданно неровной: ученые выяснили, в чем причина

Ученые провели новый анализ образцов горных пород, собранных китайским аппаратом "Чанъэ-6". Ученые пришли к выводу, что причиной значительного различия между двумя полушариями Луны может быть гигантское столкновение, которое изменило внутренний состав спутника Земли. Исследование опубликовано в журнале PNAS, пишет ScienceAlert.

Асимметрия двух полушарий Луны озадачивала ученых с тех пор, как советский зонд "Луна-3" сделал первые снимки обратной стороны Луны в 1959 году. В то время видимая нам сторона Луны выглядит пятнистой и гладкой, с темными базальтовыми равнинами, обратная сторона Луны имеет более светлый оттенок и покрыта большим количеством кратеров.

Ученые ранее предлагали много возможных объяснений такой асимметрии Луны, включая связь с крупнейшим ударным кратером в Солнечной системе — бассейном Южный полюс-Эйткен, который занимает почти четверть поверхности Луны. Но без образцов с обратной стороны Луны подтвердить эту связь было сложно.

В 2024 году китайский аппарат "Чанъэ-6" впервые в истории доставил на Землю образцы горных пород с обратной стороны Луны. С тех пор ученые изучают эти образцы, чтобы раскрыть секреты Луны.

Авторы нового исследования проанализировали содержание калия и железа в образце, собранном в бассейне Южный полюс-Эйткен. Ученые сравнили изотопный состав образцов с обратной стороны Луны с составом образцов с видимой стороны Луны, собранными во время миссий NASA "Аполлон" и китайской миссии "Чанъэ-5". Ученые изучили различия в изотопном составе.

Изотопы — это варианты одного и того же химического элемента с разным числом нейтронов, что изменяет их атомную массу, но не влияет на их химическое поведение.

Результаты исследования показали явное различие между двумя полушариями Луны. Образцы базальта, собранные на видимой стороне Луны, содержали больше более легких изотопов железа и калия по сравнению с более тяжелыми изотопами, обнаруженными на обратной стороне Луны. Это различие нельзя объяснить вулканической активностью, поскольку она не изменяет изотопы калия так, как это наблюдали ученые.

Исследователи пришли к выводу, что ударная волна, возникшая после падения астероида, создавшего бассейн Южный полюс-Эйткен, проникла глубоко в кору Луны, вызвав сильное нагревание. Это, как считают ученые, могло привести к испарению из лунной мантии более легких изотопов.

По словам ученых, хотя магматические процессы могут объяснить данные по изотопам железа, изотопы калия указывают на наличие источника в мантии с более тяжелым изотопным составом калия на обратной стороне Луны, чем на видимой стороне.

Это, скорее всего, является результатом испарения калия, вызванного ударной волной. Ученые считают, что удар крупного астероида по поверхности Луны оказал сильное влияние на ее недра, фактически изменив внутренний состав спутника Земли.

Поскольку ударная волна проникла глубоко в кору, а затем в мантию Луны, она, вероятно, изменила изотопы калия на значительной глубине. Этот объясняет наблюдаемые изотопные различия между наборами лунных образцов, говорят ученые.