Зворотній бік Місяця приховує вулканічну таємницю

Досліджуючи місячні зразки з басейну Ейткен на зворотному боці Південного полюса, дослідники виявили ключові відмінності у вулканічній активності та особливостях земної кори між двома сторонами Місяця. Ці нові знахідки дають змогу зрозуміти геологічне минуле Місяця та вдосконалити методи визначення датування місячних кратерів.

Дослідження зворотного боку Місяця

Місяць демонструє вражаючу глобальну дихотомію: його ближній і дальній сторони відрізняються геоморфологією, рельєфом, хімічним складом, товщиною кори та вулканічною активністю.

Щоб глибше дослідити цей контраст, професор Іган Сю та його команда з Інституту геохімії Гуанчжоу Академії наук Китаю вивчили зразки місячного ґрунту, зібрані з басейну Південного полюса-Ейткен (SPA) на дальньому боці. Ці зразки були отримані місією Chang’e-6.

Їхні висновки були опубліковані в Science 15 листопада.

Зразки місії Chang’e-6

«Зразки, повернуті Chang’e-6, дають найкращу можливість дослідити місячну глобальну дихотомію», — зауважив професор Сюй.

Вулканічна активність сформувала більшу частину місячної поверхні, потоки лави утворили скелі, які називаються маревими базальтами. Їх набагато більше на ближньому боці, де вони покривають приблизно 30% поверхні, порівняно з лише 2% на дальньому боці. Щоб повністю зрозуміти цю дихотомію, важливо вивчити зразки з обох сторін Місяця.

Місячні ґрунти Chang’e-6 містять два типи базальтів: з низьким вмістом титану та з дуже низьким вмістом титану (VLT). Переважаючий базальт з низьким вмістом титану представляє місцеву базальтову одиницю навколо місця посадки, тоді як базальт VLT, можливо, походить із одиниці на схід від місця посадки (рис. 1B).

Удосконалені методи знайомств відкривають нові ідеї

Високоточне Pb-Pb датування Zr-вмісних мінералів і Rb-Sr датування плагіоклазу та пізньої стадії мезостазису базальту з низьким вмістом титану дають відповідні ізохронні віки 2,83 млрд років тому (рис. 2), що вказує на те, що «молодий магматизм також виходить на зворотному боці Місяця», згідно з дослідженням.

Порівняно зі зразками ближнього борту, повернутими місіями «Аполлон» і «Чан’е-5», базальт з низьким вмістом титану «Чан’е-6» має низьке значення μ і ⁸⁷Sr/⁸⁶ Sr і дуже високе значення ε_Nd (рис. 3).), що свідчить про дуже збіднене джерело мантії.

Товщина земної кори була запропонована як ключовий фактор для пояснення асиметрії великої кількості вулканізму між ближньою та дальньою сторонами Місяця. Однак ця модель була поставлена ​​під сумнів, оскільки басейн SPA на дальній стороні, який має аномально тонку кору, здається глибоким і значно недоповненим вулканізмом.

Склад мантії та вулканічна діяльність

Грунтуючись на дослідженні базальту з низьким вмістом титану Chang’e-6, команда Сю припустила, що склад джерела мантії є ще одним важливим фактором, який контролює генерацію місячної вулканічної активності.

«Хоча басейн SPA має тонку кору, виснажене і вогнетривке джерело мантії під басейном SPA значною мірою перешкоджає частковому плавленню», — сказав Сюй.

Наслідки для місячної хронології та статистики кратерів

Ця робота також забезпечує додаткову точку калібрування на 2,83 млрд років тому для хронології місячного кратера та передбачає постійний потік ударів після 2,83 млрд років тому. Ця нещодавно відкалібрована модель хронології покращує інструмент оцінки віку на основі статистики кратерів як для Місяця, так і для інших земних тіл, і також має додаткові наслідки для еволюції місячних імпакторів, потенційно пов’язаних із ранньою міграцією планет рання Сонячна система.