Гигантский ударный кратер на Луне может содержать первичные фрагменты лунной мантии и остатки древнего магматического океана, полагают ученые. Подтвердить их гипотезы помогут участники будущих миссий «Артемида», если привезут оттуда образцы породы.
Примерно 4,3 миллиарда лет назад крупное тело врезалось в поверхность нашего спутника, пробив кору и образовав бассейн Южный полюс — Эйткен (SPA). Осколки от этого катаклизма остаются разбросанными по лунной поверхности, предоставляя собой образцы мантии, какой она была до застывания.
Форма SPA слегка вытянутая, что указывает на косой удар, а не лобовое столкновение. На его северном краю находится скопление материала — утолщенный участок коры, объем которого примерно соответствует количеству недостающей коры в бассейне.
Эндрюс-Ханна и его коллеги сравнили бассейн с другими каплевидными кратерами на Луне и поняли, что образовавший его метеорит двигался на юг — потому что все вытянутые углубления сужаются в направлении движения ударного объекта.
Когда Солнечная система была молода, объект размером с Марс врезался в формирующуюся Землю. Страшный удар разорвал протопланету, сделав ее на время жидкой. Застывая, одна часть стала Землей, другая — Луной.
В ходе этого процесса лунная материя разной плотности перемещалась: более рыхлый плагиоклаз всплыл на поверхность, став корой, тяжелые породы погрузились вглубь. Эндрюс-Ханна назвал это «неопровержимым доказательством» существования магматического океана во время формирования Луны.
В это же время торий растворился в расплаве, ныне став для нас превосходным геологическим маркером лунной эволюции. Этот элемент найден на дне SPA, а также в другой области на видимой стороне спутника — Procellarum KREEP Terrane (PKT). Это наводит на предположения об их общей природе — довольно долго бытовала гипотеза, что образовавший бассейн удар выплеснул магму на противоположную сторону Луны.
Однако новое исследование считает эти области независимыми: удар SPA произошел раньше, чем образовался PKT.
Подтвердить или опровергнуть теоретизирование планетологов смогут астронавты пилотируемой программы «Артемида», запланированной на 2026 год. Они зачерпнут образцы мантии из кратера и привезут их на Землю, а тут их можно будет сравнить с породами из PKT, доставленными миссиями «Аполлон» и «Чанъэ-5», чтобы получить данные о магматическом океане в разные эпохи — и уточнить наконец время его формирования.
Ученые ждут от покорителей Луны подсказок о магматическом океане, который, по словам Эндрюс-Ханна, «неразрывно связан с рождением Земли».