Как геологическая карта лунного ударного кратера, образовавшегося миллиарды лет назад, может помочь будущим человеческим и роботизированным экспедициям на лунную поверхность? Именно на этот вопрос отвечает недавнее исследование, опубликованное в журнале The Planetary Science Journal. Международная группа исследователей составила, пожалуй, самые глубокие, полные и подробные геологические карты моря Восточного, которое представляет собой одну из крупнейших и древнейших геологических структур на Луне. Это исследование может помочь учёным, инженерам и планировщикам миссий разработать миссии по сбору и возвращению образцов, которые смогут установить абсолютный возраст геологии Луны, что приведёт к лучшему пониманию формирования и эволюции Луны и Земли.
Для исследования учёные создали геологическую карту лунного моря Восточного в масштабе 1:200 000, сосредоточившись на выявлении так называемых отложений ударного расплава — расплавленных пород, образовавшихся в результате высокоскоростного удара и сильного нагрева, которые остыли и застыли, сохранив геологическую «запись» о своём появлении миллиарды лет назад. Масштаб 1:200 000 означает, что карта в 200 000 раз меньше, чем в реальной жизни. Кроме того, один пиксель на геологической карте равен 100 метрам – а это лучше предыдущих геологических карт моря Восточного, которые могли похвастаться масштабом 1:5 000 000.
«Мы выбрали карту моря Восточного, потому что оно одновременно и старое, и молодое», — говорит доктор Кирби Руньон, научный сотрудник Института планетарных наук и ведущий автор исследования. «Мы считаем, что его возраст составляет около 3,8 миллиарда лет, то есть он достаточно молод, чтобы на его поверхности всё ещё оставался свежий расплав от ударов, но при этом достаточно стар, чтобы на его поверхности также скопились крупные ударные кратеры, усложняющие картину. Мы решили нанести море Восточное на карту, чтобы проверить методы исследований расплава для более старых, более деградировавших ударных бассейнов, возраст которых мы хотели бы узнать».
Цель исследования — не только создать улучшенную геологическую карту моря Восточного, но и заложить основу для будущих миссий, которые смогут получить поверхностные образцы импактного расплава и вернуть их на Землю для анализа. Такие анализы позволят определить абсолютный возраст импактного расплава с помощью радиометрического датирования, поскольку эти образцы были заморожены во времени на потенциально миллиарды лет. Эти результаты могут помочь учёным разгадать историю столкновений с Землёй, поскольку и Земля, и Луна, возможно, образовались примерно в один и тот же период.
Наряду с целевым импактным расплавом команда успешно идентифицировала и нанесла на новую геологическую карту огромное количество геологических объектов в море Восточном, включая небольшие кратеры в пределах Восточного, трещины, линии разломов, кальдеры, выбросы из кратеров и моря (вулканические базальтовые отложения), а также построила стратиграфическую карту моря Восточного, на которой самые последние слои находятся сверху, а самые старые — снизу.
В отличие от Земли, на поверхности которой такие процессы, как тектоника плит и множество погодных явлений стёрли последствия столкновений, случившихся миллиарды лет назад, сохранившаяся лунная геологическая летопись может дать представление не только об истории столкновений с Землёй, но и о том, как и когда на нашей планете впервые появилась жизнь. Всё благодаря размеру и возрасту кратера моря Восточного, поскольку такое крупное столкновение с Землёй миллиарды лет назад могло отсрочить или сбросить сроки возникновения жизни на Земле.
«Гигантские удары — такие, как тот, что сформировал Восточное, — могут испарить океан и убить любую жизнь, которая уже зародилась», — говорит доктор Руньон. «Некоторые недавние модели показали, что, вероятно, Земля никогда не стерилизовалась полностью в результате подобных больших ударов, но мы не знаем этого наверняка. В какой-то момент наши океаны могли испариться в результате удара, а затем вновь сконденсироваться и вылиться в дождь. Если это происходило несколько раз, то жизнь могла закрепиться только после последнего раза».
Хотя море Восточное является одной из самых ярких особенностей лунной поверхности, более 75% его площади не видно с Земли, поскольку оно расположено на границе видимой и невидимой сторон Луны. Поэтому изучение моря Восточного возможно только с помощью космических аппаратов. Несмотря на это, впервые предположение о том, что море Восточное является ударным кратером, было высказано в 1960-х годах, когда учёные из Лунной и планетарной лаборатории Аризонского университета использовали новаторские методы для «изображения» невидимых с Земли сторон Луны с помощью телескопических снимков, сделанных с Земли.
В то время как НАСА сосредоточено на возвращении астронавтов на лунную поверхность в рамках программы «Артемида» с целью установления постоянного присутствия человека на Луне, возвращение научных образцов из моря Восточного может принести огромную научную пользу, и поможет нам лучше понять как возраст Луны, так и то, как и когда миллиарды лет назад на Земле возникла жизнь.