Почему на обратной стороне Луны больше кратеров, чем на обратной? Международная группа исследователей теперь нашла ответ на эту загадку: различалось не количество или тип ударов о спутник Земли, а характер недр и, прежде всего, его температура в момент образования кратера. по мнению исследователей в журнале «Наука».
Приблизительно 4,2-3,7 миллиарда лет назад Солнечная система была довольно неудобным местом: планеты и спутники, оставшиеся от образования планет, постоянно подвергались ударам обломков. Эта так называемая «великая бомбардировка» оставила после себя несколько крупных ударных кратеров на Земле, Марсе и Луне. Размер объектов, попавших в это время, обычно можно определить по размеру кратера.
Загадочное несоответствие
Но особенно трудно на Луне, как сообщают Катарина Милькович из парижской Сорбонны и ее коллеги. Многие кратеры, заполненные лавой, скрывают важные детали. Другие имеют несколько колец кратера, что затрудняет идентификацию первоначального кратера, образовавшегося во время удара. Однако за последние два года данные лунного зонда Лаборатории восстановления гравитации и внутреннего пространства (GRAIL) позволили приблизительно оценить фактический размер лунных кратеров. Он определяет толщину земной коры с помощью гравитационных измерений и, таким образом, может идентифицировать участки коры, которые были истончены в результате удара.
Но эти измерения выявили нечто странное: «Хотя ближняя и дальняя стороны Луны имеют примерно одинаковое количество ударных бассейнов, их распределение по размерам крайне асимметрично», - сообщают исследователи. В то время как восемь из двенадцати крупных кратеров на обращенной к нам стороне имеют диаметр более 320 километров, на противоположной стороне таких размеров достигает только один. И как показывают модели, это не может быть связано с разницей в бомбардировке. «Даже при широком диапазоне сценариев столкновения разница между двумя сторонами Луны должна составлять менее одного процента», - говорят Милькович и ее коллеги.
Спереди было жарче
Но что же тогда отвечает за загадочные различия в размерах лунных кратеров? У исследователей возникло подозрение: в этом может быть виновато подполье. Потому что геологические исследования показывают, что кора на передней стороне Луны во время великой бомбардировки была, вероятно, более горячей и, следовательно, возможно, более мягкой, чем на обращенной от нас стороне Луны. Современный минеральный состав лунной коры свидетельствует об этом.
Ученые использовали численное моделирование, чтобы проверить влияние структуры земной коры в то время на образование кратеров. Для этого виртуальный астероид врезался в виртуальную лунную кору со скоростью от 10 до 17 километров в секунду. Толщина, текстура и температура корки соответственно варьировались.
Температура влияет на разрушение кратера
Результат: Воздействие виртуального валуна изначально создало одинаковые углубления на всех подповерхностях. Но этот так называемый переходный кратер не уцелел. Вместо этого огромные энергии удара вызвали последующие процессы, впоследствии изменившие форму кратера - и это по-разному на обеих сторонах Луны. «На более прохладной и твердой стороне, обращенной наружу, кора проваливается внутрь под временным краем кратера», - сообщают исследователи. Это уменьшит образовавшийся кратер.
На обратной стороне Луны кора теплее и тоньше. В результате мантия под дном кратера сильнее пружинит после удара. В результате край кратера падает не внутрь, а наружу. В результате образовался кратер почти в два раза больше своего аналога на более холодной дальней стороне.
Размер метеорита пока завышен?
Но у этого результата есть последствия: как объясняют Милькович и ее коллеги, это означает, что размер кусков, когда-то попавших в молодую луну, был значительно завышен. «Распределение размеров на обратной стороне Луны является более точным индикатором истории ударов внутренней части Солнечной системы», - заявляют исследователи. Использование в качестве эталона только размеров кратеров на передней стороне искажает оценки масс астероидов.
А также на других планетах различия в толщине и температуре коры могли впоследствии повлиять на размеры кратеров. Например, на Марсе кора на северных высокогорьях толще, чем на южных равнинах. И тепло, которое преобладает на Венере, также должно больше учитываться при измерениях кратеров в будущем. (Наука, 2013; doi: 10.1126/science.1243224