Поверхня Місяця з ямками розповідає про повторювані удари протягом тривалого періоду часу. Хоча активна геологія Землі стирає більшість доказів впливу, Місяць не має механізму, який міг би зробити те ж саме. Отже, ось воно, яскраве свідчення багатого минулого.
Видимі записи місячних кратерів використовуються для розуміння формування та історії Землі, оскільки періоди частих ударів впливають на обидва тіла однаково. Але щось не так у нашому розумінні історії Місяця. Датування ударних кратерів, динаміка астероїдів, місячні зразки, моделювання утворення басейну та моделювання місячної еволюції свідчать про відсутність деяких доказів перших ударів Місяця.
Нове дослідження показує, що впливів, що утворюють басейн, було навіть більше, ніж ми думаємо. Вчені вважають, що деякі з цих ударів залишили відбитки кратера, які майже не видно.
Дослідження заглиблюється в давню фазу магми Місяця. На початку своєї історії Місяць був величезним глобальним океаном магми. Великі удари, які відбулися, коли магма охолоджувалася за мільйони років, могли залишити свій слід. Але вони не нагадували б відбитки від ударів, коли Місяць був твердим.
Новий документ має назву « Великі ударні кратери під час затвердіння місячної магми океану ». Це опубліковано в журналі Nature Communications. Головний автор — доцент Катаріна Мількович із Школи Кертіна і Центру космічних наук і технологій.
Понад чотири мільярди років тому океан місячної магми затвердів. Удари, які відбулися в той час, коли Місяць охолоджувався, залишили відбитки кратера, які майже невидимі.
У прес-релізі провідний автор Мількович сказав: «Ці великі ударні кратери, які часто називають ударними басейнами, утворені під час затвердіння місячної магми океану більше чотирьох мільярдів років тому, повинні були створити кратери іншого вигляду в порівнянні з тими, що утворилися пізніше. в геологічній історії».
Щоб охолонути молодий розплавлений Місяць, знадобилися мільйони років. У той час поверхня була м’якою, і, очевидно, удари залишали б зовсім інші відбитки, ніж те, що ми бачимо на поверхні Місяця зараз.
«Дуже молодий Місяць сформувався із глобальним океаном магми, який охолоджувався за мільйони років, щоб сформувати Місяць, який ми бачимо сьогодні», – сказав Мількович. «Таким чином, коли астероїди та інші тіла вдаряться про більш м’яку поверхню, це не залишило б таких серйозних відбитків, а це означає, що геологічних чи геофізичних доказів того, що стався удар, було б мало».
Кратер Тихо є одним з найяскравіших на Місяці. Він відносно молодий, приблизно 108 мільйонів років. Видно променеву систему радіальних смуг матеріалу з центром на Тихо. Удари, які відбувалися, коли Місяць був охолоджуваним океаном магми, виглядали б зовсім інакше. Авторство зображення: CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=51289
«Час застигання океану місячної магми суттєво різниться між різними дослідженнями, але він міг бути достатньо тривалим, щоб відчути деяку історію великого ударного бомбардування, типову для найперших періодів еволюції Сонячної системи», — сказав Мількович.
Дослідники не впевнені, коли океан місячної магми охолонув і затвердів. Різні дослідження дали різні результати. Деякі дослідження припускають, що він охолоджувався приблизно через 10 мільйонів років після утворення, деякі дослідження стверджують, що набагато довше, до 200 мільйонів років. А інші дослідження показують, що деякі регіони охолоджувалися набагато повільніше, для застигання потрібно до 500 мільйонів років. «Вік радіогенної місячної кори охоплює від 4,47~Ga до 4,31~Ga, що в основному потрапляє в цей діапазон…», – пишуть автори у своїй роботі.
Дослідники вважають, що частково затверділий Місяць мав би шар низької в’язкості між корою й мантією, схожий на шар розплаву. Коли астероїд, достатньо великий, щоб створити ударний басейн, вдарився б про Місяць, басейн «...буде сприйнятливий до негайного та екстремального розслаблення земної кори, утворюючи майже невизначені топографічні ознаки та ознаки товщини земної кори». Докази цих впливів можуть бути недоступними для виявлення, що поєднується з іншими доказами того, що Місяць зазнавав більших впливів на початку еволюції Земля-Місяць.
Цей малюнок із дослідження показує усереднені профілі рельєфу поверхні та межі кора-мантія для двох груп імпактних басейнів. На верхній панелі показані профілі трьох стародавніх ударних басейнів, що утворилися, коли Місяць ще був частково розплавлений. Внизу показано два молодших ударних басейни, коли Місяць був твердим. Зверніть увагу на очевидні профілі краю кратера на нижній панелі, яких немає на верхній панелі. Авторство зображення: Milkjovic et al 2021.
Місячні камені, зібрані під час програми «Аполлон», свідчать про те, що протягом перших 200 мільйонів років Місяця мало статися ряд великих ударів, що утворюють басейн. Дані свідчать про те, що запис кратерів того періоду неповний. Останні дослідження показує, що до 4,35 млрд років могло бути до 200 басейноутворюючих впливів, які не враховані в записі кратерів.
Ця цифра з дослідження показує результати моделювання команди. Верхня панель призначена для ударного елемента діаметром 60 км, що вдаряється об Місяць зі швидкістю 17 км/с, а нижня панель призначена для ударного елемента діаметром 120 км, який вдаряється об Місяць з тією ж швидкістю. Верхня частина подібна до розміру удару, який утворив басейни Orientale або Nectaris, тоді як нижня частина подібна до розміру удару, який утворив басейн Aitken Південного полюса. Панелі зліва показують профілі, створені, коли Місяць не має шару розплаву, а панелі праворуч показують профілі, створені, коли шар розплаву знаходиться між корою та мантією. Результати через 3 години після впливу. Авторство зображення: Milkjovic et al 2021.
Дослідження показує, що багато стародавніх ударних басейнів були б майже невпізнаними на Місяці. Але їх пошук важливий для розуміння історії Місяця, а також історії формування Землі та інших планет. Це також показує, що багато імпактних басейнів, включаючи басейн Ейткена Південного полюса, утворилися, коли Місяць не був повністю затверділий, і все ще мав шар розплаву між корою та мантією.
«Ці басейни сформувалися б із іншим топографічним та коровим характером у порівнянні з молодшими басейнами, якщо шар розплаву був понад 10 км», — пишуть дослідники у своїй роботі.
Якщо порівнювати з більш молодими ударними басейнами, утвореними, коли Місяць був твердим, ці стародавні басейни мали б менш помітні ознаки товщини земної кори, і «...топографічна ознака не мала помітних концентричних кілець. Насправді, чим товщі шар розплаву і тонша кора, тим вище ймовірність того, що улоговину взагалі не буде впізнати в записі кратерів…», – пишуть вони.
Вони закінчують свою роботу тим, що кількість стародавніх ударних басейнів важко обмежити. Вони також зазначають, що їхня робота «...узгоджується з недавніми прогнозами вищих ударних потоків у донектарійську епоху, ніж випливає із спостережуваних записів місячних кратерів».
Цей малюнок із дослідження показує радіальні профілі ударів наприкінці моделювання. Верхня частина — від ударного елемента діаметром 60 км, а нижня — від ударного елемента діаметром 120 км. Відмінності між моделюваннями з шаром розплаву і без шару розплаву очевидні. Авторство зображення: Milkjovic et al 2021.
Розуміння ранніх впливів на Місяць є частиною розуміння найдавніших епох у Сонячній системі та того, як утворилися планети та Місяць. Існують відмінності між теорією та доказами, коли мова заходить про утворення місячних кратерів та утворення Місяця. «У цьому дослідженні ми вирішили пояснити розбіжність між теорією та спостереженнями за записом місячної решетування», — сказав доцент Мількович.
«Переклад цього висновку допоможе майбутнім дослідникам зрозуміти вплив, який могла зазнати рання Земля, і як це вплинуло б на еволюцію нашої планети», — сказав Мількович.
Більше:
- Прес-реліз: Дослідження Кертіна висвітлюють дослідження Муна найдавніші геологічні відбитки
- дослідження: Великі ударні кратери під час затвердіння місячної магми океану
- Всесвіт сьогодні: Астронавти Apollo 17 привезли додому зразки з найстарішого ударного кратера на Місяці
