Появляются результаты анализа образцов, доставленных китайской миссией «Чанъэ-6» с обратной стороны Луны. Они дают нам первое подробное представление о её геологии и истории, а недавняя статья, опубликованная в журнале Science Advances исследователями из Китайской академии наук, содержит очень интересные выводы об истории столкновений на Луне и даже в Солнечной системе в целом.
Лунные образцы рассказывают об истории места, где они были собраны, и до сих пор мы брали образцы только с «ближней» стороны Луны, которая постоянно обращена к нам. Эти образцы были проанализированы уже вдоль и поперёк, и мы полагаем, что довольно хорошо понимаем историю формирования ближней стороны Луны. Но у нас практически нет подробных данных о дальней стороне.
Отчасти это связано со сложностью управления миссиями, отправляющимися туда. Луна сама по себе блокирует связь с Землёй, поэтому любая миссия на обратную сторону требует ретрансляционного спутника для передачи сообщений между луноходом или посадочным модулем и операторами на Земле. Китайское космическое агентство решило принять этот вызов и стало первой организацией, успешно осуществившей посадку на обратной стороне Луны в рамках миссии «Чанъэ-4». Последовавшая за ней миссия «Чанъэ-6» в 2024 году стала первой миссией по возвращению образцов с обратной стороны Луны.
Учёные активно работают над анализом возвращённых образцов и уже начали публиковать статьи с их описанием. В обсуждаемой статье, опубликованной в феврале, содержатся три интересных вывода. Во-первых, возраст кратеров на обеих сторонах Луны оказался примерно одинаковым. Во-вторых, некоторые из этих оценок необходимо скорректировать на несколько сотен миллионов лет. И в-третьих, что, пожалуй, наиболее интригующе, похоже, что поздней тяжёлой бомбардировки Луны не было.
Первый результат относительно понятен. Учёные долгое время считали, что между частотой ударов на обратной стороне и на видимой стороне нет существенной разницы. Логически это действительно так, поскольку разные участки Луны в течение определённого времени обращены в разные стороны космического пространства. Однако доказать это ранее было невозможно, поскольку никто не собирал образцы с обратной стороны. Эта статья служит таким подтверждением.
Однако исследователи обнаружили некоторое несоответствие в так называемой функции хронологии. Этот математический инструмент позволяет учёным оценить возраст любого участка поверхности Луны, подсчитав количество кратеров на нём. До этой миссии по возвращению образцов все данные для «калибровки» расчётов основывались на образцах с ближней стороны. С учётом дополнительных сведений, полученных из образцов с дальней стороны, исследователи предполагают, что для некоторых дат, относящихся к определённым участкам Луны, существует смещение примерно на 340 миллионов лет. Это интересно, но всё же составляет менее 10% от более чем четырёхмиллиардной истории Луны.
В эту историю входит столкновение с массивным телом, произошедшее в начале истории Луны и породившее бассейн Южный полюс — Эйткен. Считается, что этот бассейн (в состав которого, кстати, входит и место посадки «Чанъэ-6» — относительно небольшой кратер Аполлон) образовался в результате массивного столкновения в ранний период истории Луны. В число образцов, собранных в ходе миссии, входит минерал под названием норит, который, в отличие от базальта, составляющего большую часть кратера Аполлон, считается результатом первоначального удара, сформировавшего весь бассейн Южный полюс — Эйткен.
Чтобы определить возраст этого материала, исследователи использовали метод датирования, называемый свинцово-свинцовым. Подобно более известному радиоуглеродному датированию, которое измеряет соотношение изотопов углерода, этот метод основан на распаде двух изотопов урана в два различных изотопа свинца. Поскольку их периоды полураспада различаются, это позволяет дважды проверить возраст одного образца.
Результаты показывают, что возраст бассейна составляет примерно 4,25 миллиарда лет. Это противоречит давней теории, согласно которой около 3,9 миллиарда лет назад Земля и Луна пережили период, называемый поздней тяжёлой бомбардировкой. Согласно этой теории, гравитационные взаимодействия внешних планет заставили в то время большое количество астероидов переместиться во внутреннюю часть Солнечной системы, вызвав массивные повторяющиеся удары по нашей планете, а также по Луне. Эти удары привели к образованию значительного числа кратеров, и возраст многих лунных кратеров соответствует этому периоду.
Большая часть данных, полученных в ходе миссий по сбору образцов с ближней стороны Луны, подтверждает эту гипотезу: многие из них датируются возрастом около 3,9 миллиарда лет. Однако бассейн Южный полюс — Эйткен, который, возможно, является самым древним образованием на Луне, имеет возраст 4,25 миллиарда лет — что значительно раньше предполагаемого начала бомбардировки. Согласно статье, обилие кратеров возрастом около 3,9 миллиарда лет могло быть вызвано катаклизмом, породившим Море Дождей, — столкновением с телом, обломки которого разлетелись по всей ближней стороне спутника.
Однако график распределения возрастов других кратеров показывает, что частота ударов медленно и стабильно снижалась, что больше соответствует сценарию, при котором новообразованные Земля и Луна постепенно «очищали» своё ближайшее окружение в Солнечной системе, а не переживали хаотический всплеск ударов в конкретный период времени. Таким образом, эта статья может повлиять на наше общее понимание эволюции Солнечной системы, а не просто уточнить даты формирования отдельных участков Луны. Иногда наука работает именно так — по крайней мере, теперь мы можем сказать, что лучше понимаем историю обратной стороны Луны. Надеемся, что в ближайшее время появится ещё много статей об этих уникальных лунных образцах.
