Когда Луна вывернулась наизнанку: космический детектив 4-миллиардной давности

В настоящее время большая часть исследователей сходятся во мнении: Луна появилась на свет примерно 4,5 миллиарда лет назад. «Роды», надо отметить, проходили очень тяжело, «с кровью и болью». В нашу Землю врезалась Тейя, планета размером с Марс. От мегастолкновения в космос выплеснулось расплавленное вещество, которое затем застыло, став естественным спутником Земли.

Рождение ночного светила

Что было дальше с Луной, это предмет многолетних и ожесточенных научных споров, но, похоже, в дебатах скоро можно будет поставить окончательную точку. Дело в том, что образцы горных пород, которые собрали в ходе миссий «Аполлон» американские астронавты, говорят, что в ранней истории Луны был один просто поразительный, можно сказать, фантастический момент.


— Джефф Эндрюс-Ханна, астроном, Лунная и планетарная лаборатория Аризонского университета, США.

Итак, более 50 лет назад на Землю доставили несколько тонн лунных камней. Среди них были куски базальтовых пород, химический анализ которых показал, что они удивительно высоко насыщены титаном. Позднее, когда спутники сделали множество детальных снимков Луны, выяснилось, что богатые титаном породы, в целом сконцентрированы именно на видимой стороне естественного спутника Земли. Но вот как их туда занесло, до последнего времени оставалась загадкой для астрофизиков.

Удивительные путешествия ильменита

Так Луна сформировалась из вещества, вырванного из самого сердца Земли, некоторое время она была очень горячей. По сути, ее поверхность в эту эпоху представляла собой один сплошной океан раскаленной магмы. По мере охлаждения и затвердевания, Луна обзавелась мантией и корой, однако в глубинах молодой планеты еще продолжала плескаться магма. Но в итоге последние остатки магматического океана кристаллизовались в тяжелые и плотные минералы. Среди них был ильменит — минерал, насыщенный титаном и железом.


— доктор физики Вэйган Лян, руководитель исследования.

Пока не ясно, как именно «утонули» тяжелые породы: одним единым «сгустком» или «каплями» меньших размеров. Также не понятно, в каком объеме породы, содержавшие титан, потом оказалась на ближайшей стороне Луны, все или только частью.

Впрочем, это мелочи. Главное совсем другое. Соавтор исследования, физик Нан Чжан из Пекинского университета создал математическую модель, которая описала все, что творилось на Луне в то время. После погружения на глубину плотный слой, насыщенный титаном и железом, словно бы вылетел на поверхность Луны, на сторону, которая всегда обращена к Земле. По расчетам Чжана, такое глобальное событие произошло, потому что на обратной стороне Луны был нанесен удар колоссальной мощности.


— астроном Эндрюс-Ханна.

Откровения лунного Грааля

Чтобы подтвердить свою теорию, ученые обратились к данным, которые касались странных изменений в лунной силе тяжести. Их обнаружил двойной космический аппарат GRAIL, запущенный NASA в 2011 году. Модуль состоит из пары спутников, Ebb («Прилив») и Flow («Отлив»). Цель миссии — изучить и гравитационное поле и внутреннее строение Луны, а также воссоздать тепловую историю естественного спутника Земли.


— астроном Адриан Брок, соавтор исследования, Немецкий аэрокосмический центр.

Данные, полученные GRAIL, показали, что в гравитационном поле Луны есть отклонения. Карта этих аномалий хорошо согласуется с моделями расположения ильменитового слоя. В будущем карты гравитационных отклонений вполне можно будет использовать для добычи полезных ископаемых.


— доктор Лян.

По расчетам ученых, «выворачивание Луны наизнанку» произошло примерно 4,2 миллиона лет назад. На это колоссальное событие также указывает Океан Бурь, самое крупное лунное море, которое находится на западе видимой части Луны. Ее уровень гораздо ниже остальной поверхности планеты. Кора там более тонкая и покрыта множественными потоками застывшей лавы. Также там зафиксирована гораздо более высокая концентрация таких редких элементов как торий и титан. Это говорит о том, что когда-то внутренний слой вырвался здесь разом из глубин.

Однако пока это только теория. Окончательно она подтвердится, когда люди снова вернутся на Луну. Эксперты считают, что высадка произойдет в ближайшие пять лет.