Луна скрывает след древней катастрофы: удар немыслимой силы мог изменить её судьбу и строение изнутри

На обратной стороне Луны скрыт колоссальный след древней катастрофы — бассейн Южный полюс — Эйткен. Это не просто самый крупный ударный кратер на спутнике Земли, но и одна из главных подсказок к пониманию того, как формировалась Луна и, возможно, вся внутренняя часть Солнечной системы. Исследование, опубликованное в Nature, показало, что гигантская воронка образовалась в результате удара астероида, прилетевшего с северного направления. Это открытие разрушило прежние представления о том, как мог произойти этот катаклизм.

След астероида длиной в тысячу миль

По данным Лунно-планетной лаборатории Аризонского университета (LPL), бассейн простирается на 1200 миль с севера на юг и на 1000 миль с востока на запад, а его глубина достигает примерно 250 миль. Руководитель работы, Джеффри К. Эндрюс-Ханна, отметил, что форма кратера — вытянутая и сужающаяся к югу — типична для косых ударов. Моделирование показало, что удар пришёлся не вертикально, а под углом, и основная масса выброшенных пород сместилась к южной границе бассейна.

"Наше исследование показывает, что эти образцы могут рассказать о ранней эволюции Луны даже больше, чем предполагалось", — заявил исследователь Джеффри К. Эндрюс-Ханна.

Форма Южного полюса — Эйткена напоминает другие гигантские ударные образования в Солнечной системе — например, бассейн Эллада на Марсе и бассейн Спутник на Плутоне. В каждом из них видно схожее сужение эллипса и характерное распределение выбросов, указывающее на направление движения астероида.

Почему это важно для науки? Подобные образования сохраняют древнейшую информацию о столкновениях времён формирования планет, когда поверхность молодых тел постоянно подвергалась ударам крупных небесных тел. Луна, не имеющая атмосферы и тектоники, сохранила эти следы почти в первозданном виде.

Загадка KREEP и радиоактивного тория

Одной из главных тайн бассейна стала находка остатков вещества под названием KREEP — смеси калия, редкоземельных элементов и фосфора, образовавшейся из древней лунной магмы. Обычно такие соединения концентрируются на ближней стороне Луны, где породы тоньше, а температура выше. Однако карта, составленная по данным Nature, показала неожиданное: на юго-западе бассейна Южный полюс — Эйткен зафиксированы выбросы, богатые торием — радиоактивным элементом, связанным с KREEP.

Этот элемент интересен тем, что он способен выделять тепло при распаде, а значит, когда-то создавал локальные участки повышенной температуры под поверхностью Луны. По наблюдениям учёных, в юго-западной части бассейна, где кора тоньше, мог оставаться слой жидкой магмы, а значит, здесь сохранялась активность даже спустя миллионы лет после удара.

Почему ближняя и дальняя стороны Луны так различаются? Исследование миссии NASA GRAIL показало, что кора обратной стороны толще. Это объясняет, почему лавовые моря образовались в основном на видимой стороне, а обратная осталась яркой и каменистой. Скопления KREEP могли удерживать тепло и способствовать плавлению пород только там, где кора тонкая.

Образцы миссии "Чанъэ-6" и подтверждение теории

В 2024 году китайская миссия "Чанъэ-6" доставила образцы грунта из северо-восточной части бассейна. Анализ подтвердил: в этих породах действительно мало KREEP, что совпадает с прогнозом американской модели. Таким образом, данные двух стран оказались взаимно подтверждающими, усилив достоверность новой гипотезы.

Чтобы проверить распределение радиоактивных элементов и толщину коры, учёные использовали три типа карт:

• гравитационную проекцию Бугера, отражающую плотность подповерхностных слоёв;

• градиенты гравитации, показывающие напряжённость сил;

• топографические модели, фиксирующие форму рельефа.

Такое сочетание методов позволяет не просто оценить размеры кратера, но и реконструировать направление удара и скорость объекта. В результате исследователи получили детальную картину формирования региона.

Южный полюс — место будущих миссий

НАСА уже готовит пилотируемую миссию "Артемида", целью которой станет именно этот регион. Южный полюс Луны — уникальное место, где на высоких хребтах постоянно светит Солнце, а в глубоких кратерах лежит вечная тень и возможные запасы льда. Это делает его ценным не только для науки, но и для будущих баз, где вода может стать ресурсом для топлива и жизнеобеспечения.

Астронавты будут искать породы, богатые торием и другими элементами, чтобы точно определить возраст бассейна и глубину, с которой были выброшены слои. Чем глубже материал, тем древнее его происхождение. Анализ изотопов поможет установить, когда именно завершилось остывание лунного магматического океана.

Что может дать это Земле? Сравнение состава пород Луны и метеоритов позволит понять, какие процессы определяли химическую эволюцию ранней Солнечной системы и как распределялись тепловые источники на молодых планетах.

Луна как архив Солнечной системы

Бассейн Южный полюс — Эйткен — не просто кратер, а гигантская капсула времени. Его рельеф, состав и форма дают возможность восстановить последовательность событий миллиардолетней давности. При этом сравнение с другими планетными телами помогает уточнить общие закономерности.

Например, удары по Марсу и Плутону формировали бассейны с похожими признаками, что говорит о схожих условиях столкновений в разные эпохи. Различия в составе пород объясняются тем, что каждая планета имела свой тепловой режим и толщину коры.

Можно ли применить эти данные к другим планетам? Да, и именно это делает Южный полюс — Эйткен ключевой лабораторией для планетологии. Если удастся точно измерить глубину и распределение радиоактивных элементов, учёные смогут моделировать аналогичные процессы на Венере, Меркурии и спутниках Юпитера.

Среди распространённых заблуждений остаётся мнение, что обратная сторона Луны полностью неизучена. На деле её сканировали десятки миссий — от советских "Лун" до современных спутников NASA и Китая. Проблема лишь в посадках: рельеф сложен, а связь с Землёй затруднена из-за экранирования радиоволн. Поэтому каждый новый аппарат требует ретранслятора на орбите, как это было у миссии "Чанъэ-4".

Что будет, если астронавты привезут образцы именно из южного края? Тогда геологи смогут исследовать давление и температуру кристаллизации пород с беспрецедентной точностью. Это даст возможность построить временную шкалу формирования Луны и уточнить, когда она окончательно остыла.

Последствия столкновения и уроки для Земли

Когда астероид врезался в молодую Луну, энергия удара была настолько велика, что изменила внутреннюю структуру спутника. Расплавленные массы перемешались, а часть тяжелых элементов сместилась ближе к видимой стороне. Это объясняет, почему лунные моря сосредоточены именно там.

Если перенести этот сценарий на раннюю Землю, можно понять, как формировались материки после ударов, породивших океаны магмы. В некотором смысле Луна — наш учебник по выживанию планет.

Ошибкой прошлого считалось предположение, что подобные удары приводят лишь к разрушению. На самом деле они могут способствовать ускоренному охлаждению и химической дифференциации недр. Альтернативой полному испарению становится перераспределение тепла и элементов — процесс, без которого планета не обрела бы устойчивую кору.