Вчені виявили, що зворотний бік Місяця в глибині його внутрішніх просторів холодніший, ніж той, який завжди повернутий до Землі.
Аналізуючи зразки гірських порід та ґрунту, зібрані китайською місією «Чан’е-6», дослідники виявили, що лава на зворотному боці утворилася за температур приблизно на 100 °C нижчої, ніж аналогічні зразки з ближнього боку. Ця різниця температур натякає на те, що «дві сторони» Місяця сягають набагато глибше за поверхню — можливо, це викликано нерівномірним виділенням тепла елементами або давнім ударом, який змістив їх до ближнього боку.
Місія «Чан’е-6» розкриває місячні таємниці
Згідно з новим дослідженням, проведеним спільно вченими з UCL (Університетського коледжу Лондона) та Пекінського університету, прихована внутрішня частина зворотного боку Місяця може бути значно холоднішою, ніж та сторона, яка завжди звернена до Землі.
Опубліковане в Nature Geoscience дослідження, в якому розглянуто фрагменти місячних порід та ґрунту, зібрані минулого року китайською місією Chang’e 6 з масивного кратера на зворотному боці Місяця.
Вчені підтвердили, що вік зразка становить близько 2,8 мільярда років, і проаналізували його мінеральний склад, щоб визначити, як він утворився. Їхні результати свідчать про те, що порода утворилася з лави глибоко всередині Місяця при температурі приблизно 1100 градусів Цельсія , що приблизно на 100 градусів холодніше, ніж зразки, взяті з ближньої сторони.
Докази існування «дволикого Місяця»
Співавтор дослідження, професор Ян Лі з кафедри наук про Землю Університету Лондона та Пекінського університету, сказав: «Ближній та зворотний бік Місяця дуже відрізняються на поверхні та, можливо, всередині. Це одна з найбільших загадок Місяця. Ми називаємо його дволиким місяцем. Різка різниця в температурі між ближнім та зворотним боками мантії давно висувається гіпотезами, але наше дослідження надає перші докази з використанням реальних зразків».
Співавтор дослідження, пан Сюелінь Чжу, аспірант Пекінського університету, сказав: «Ці висновки наближають нас до розуміння двох граней Місяця. Вони показують нам, що відмінності між близькою та зворотною сторонами знаходяться не лише на поверхні, а й сягають глибоко в нутро».
Чому на зворотному боці може бути холодніше
Зворотна сторона має товстішу кору, більш гориста та вкрита кратерами, і, схоже, була менш вулканічною, з меншою кількістю темних плям базальту, утворених із стародавньої лави.
У своїй статті дослідники зазначили, що протилежна сторона надр могла бути холоднішою через меншу кількість елементів, що виділяють тепло, – таких як уран, торій і калій, які виділяють тепло внаслідок радіоактивного розпаду.
Попередні дослідження показали, що цей нерівномірний розподіл елементів, що виробляють тепло, міг виникнути після того, як масивний астероїд або планетарне тіло врізався в протилежний бік Місяця, струсивши надра Місяця та виштовхнувши щільніші матеріали, що містять більше елементів, що виробляють тепло, до ближнього боку.
Альтернативні теорії місячної еволюції
Інші теорії полягають у тому, що Місяць міг зіткнутися з другим, меншим супутником на початку своєї історії, причому зразки з ближньої та зворотної сторін походять з двох термічно різних супутників, або що ближня сторона могла бути гарячішою через силу земного тяжіння.
Для нового дослідження дослідницька група проаналізувала 300 г місячного ґрунту, виділеного Пекінському дослідницькому інституту уранової геології. Шен Хе, перший автор дослідження з інституту, пояснив: «Зразок, зібраний місією «Чан’е-6», є першим, зібраним із зворотного боку Місяця». Команда за допомогою електронного зонда [1] нанесла на карту вибрані частини зразка, що складається переважно із зерен базальту, щоб визначити його склад.
Дослідження місячних порід за допомогою прецизійних інструментів
Дослідники виміряли незначні коливання ізотопів свинцю за допомогою іонного зонда [2], щоб датувати породу як 2,8 мільярда років (метод, що базується на тому факті, що уран розпадається на свинець зі сталою швидкістю). Дані були оброблені за допомогою методу, вдосконаленого професором Пітером Вермішем з Університету Лондона, Каліфорнія, з наук про Землю.
Потім вони використали кілька методів для оцінки температури зразка на різних етапах його минулого, коли він перебував глибоко в надрах Місяця.
Першим кроком було проаналізувати склад мінералів та порівняти його з комп’ютерним моделюванням, щоб оцінити температуру породи під час її формування (кристалізації). Це було порівняно з аналогічними оцінками для порід, що знаходяться поблизу, з різницею в 100 градусів Цельсія.
Другий підхід полягав у тому, щоб повернутися далі в історію зразка, зробивши висновок на основі його хімічного складу, наскільки гарячою була його «материнська порода» (тобто до того, як материнська порода розплавилася в магму, а пізніше знову затверділа в породу, зібрану Чан’е 6), порівнявши це з оцінками для зразків з ближньої сторони, зібраних місіями «Аполлон». Вони знову виявили різницю приблизно в 100 градусів Цельсія.
Супутникові дані додають більше доказів
Оскільки кількість повернутих зразків обмежена, вони працювали з командою з Шаньдунського університету, щоб оцінити температуру материнських порід, використовуючи супутникові дані місця посадки Чан’е на протилежному боці, порівнюючи їх з еквівалентними супутниковими даними з ближнього боку, знову виявивши різницю (цього разу 70 градусів Цельсія).
На Місяці тепловиділяючі елементи, такі як уран, торій і калій, як правило, зустрічаються разом із фосфором і рідкісноземельними елементами в матеріалі, відомому як багатий на «KREEP» (акронім походить від калію, що має хімічний символ K, рідкісноземельні елементи (REE) та P для фосфору).
Теорії походження Місяця та теплового дисбалансу
Провідна теорія походження Місяця полягає в тому, що він утворився з уламків, що утворилися в результаті масивного зіткнення Землі з протопланетою розміром з Марс, і спочатку був повністю або переважно складався з розплавленої породи (лави або магми). Ця магма затверділа під час охолодження, але елементи KREEP були несумісні з кристалами, що утворилися, і тому довше залишалися в магмі. Вчені очікували б, що матеріал KREEP рівномірно розподілений по всьому Місяцю. Натомість вважається, що він скупчений у мантії на прилеглій стороні. Розподіл цих елементів може бути причиною більшої вулканічної активності на прилеглій стороні.