Един от най-големите кратери в Слънчевата система е на нашата Луна. Нарича се басейн Южен полюс-Айткен (SPA) и е с диаметър 2500 км (1600 мили) и дълбочина 13 км (8,1 мили). Ново проучване казва, че легенът може да съдържа огромен парче метал, който е по-голям от Големия остров на Хаваите.
Изследването, озаглавено „Дълбока структура на лунния южен полюс-Айткен басейн“, е публикувано в геофизичните изследователски писма. Водещ автор е Питър Б. Джеймс, асистент по планетарна геофизика в колежа за изкуства и науки на Baylor. Тя се основава на данни от мисията на НАСА за възстановяване на гравитацията и вътрешните работи (GRAIL).
SPA басейна е най-големият общопризнат кратер за удар в Слънчевата система. Не може да се види от Земята, защото е от далечната страна на Луната. Има овална форма и ако беше на Земята, тя ще се простира от Уако, Тексас до Вашингтон, окръг Колумбия. С дълбочина от 13 км (8,1 мили) кратерът е около шест пъти по-дълбок, отколкото е широк. Статутът му на една от най-старите, добре запазени структури на Луната превръща басейна в СПА предмет на голям научен интерес.
Погребан под този кратер, е огромен метал.
„Представете си, че вземете купчина метал пет пъти по-голяма от Големия остров на Хаваите и я заровите под земята. Това е приблизително колко неочаквана маса открихме “, каза водещият автор Питър Б. Джеймс.
Масата вероятно е на стотици мили под лунната повърхност, но както пише в документа: „Това може да е аномалия с голяма плътност, разпределена в малък диапазон, или може да е аномалия на фината плътност, разпределена по цялата дълбочина на мантията. "
Мисията на НАСА GRAIL беше лансирана през 2011 г. и прекара около година, като картографира гравитацията на Луната, преди да бъде разбит на Луната с една последна маневра. GRAIL използва два космически кораба в една и съща лунна орбита. Наричаха се GRAIL-A и GRAIL-B, или Ebb and Flow.
Докато EBB и FLOW прелитаха над райони с различна маса, те се движеха малко към една или друга. Прецизни инструменти на космическия кораб GRAIL измерват тези промени и данните са използвани за генериране на изображение с висока разделителна способност на гравитационното поле на Луната.
Една от научните цели на GRAIL беше да се определи подземната структура на басейните на въздействието и произхода на лунните маскони (масови концентрации.) Това проучване произтича от това усилие и комбинира данните на GRAIL с данни от Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO.)
„Когато комбинирахме тези данни на GRAIL с данни за лунната топография от Лунната разузнавателна орбита, открихме неочаквано голямото количество стотици мили под басейна на Южния полюс-Айткен“, каза Джеймс.
Каквато и да е тази плътна материя, тя дърпа пода на кратера надолу с повече от половин миля, според Джеймс. Компютърните симулации предполагат, че масата може да представлява огромен парче никел и желязо и че тя е ядрото на астероид, който удари Луната и се настани в горната мантия.
"Едно от обясненията на тази допълнителна маса е, че металът от астероида, който е образувал този кратер, все още е вграден в мантията на Луната", заяви Джеймс в съобщение за пресата. Според новата книга „наблюдаваната в мантията излишна маса е приблизително еквивалентна на… желязо-никелово ядро с диаметър 95 км в мантията на Луната.“
Те направиха математиката и математиката ...
„Направихме математиката и показахме, че достатъчно разпръснатото ядро на астероида, което е направило удара, може да остане окачено в мантията на Луната до наши дни, вместо да потъва до ядрото на Луната“, каза Джеймс.
Но това не е единствената възможност. Просто очевидното.
Масата на материал може да бъде реликва от образуването на Луната. Възможно е това да е концентрация на плътни оксиди от последния етап на втвърдяването на лунната магма в океана. Луната се е образувала преди около 4,51 милиарда години, вероятно в резултат на сблъсък на Земята с древна протопланета, наречена Тея. Малко след като се е образувал, преди 4,5 милиарда години, неговите магменни океани се охлаждат и втвърдяват. Когато изстинат и се втвърдят, един от последните окиси, който се образува, е FeTiO3, известен също като илменит. Много е гъста и може да обясни аномалията
Трудно е да се определи точния характер на материала под SPA басейна. Изглежда изключително малко вероятно огромна концентрация на желязо и никел, ако това е това, точно под един от най-големите кратери на Слънчевата система, без двамата да са свързани.
Ако е било резултат от удар от астероид, кога се е случило? Както Джеймс каза пред Space Magazine, „Не знаем, но ако Луната беше прекалено гореща в момента на удара, плътният метал от сърцевината на ударния елемент вероятно би трябвало да е потънал чак до ядрото на Луната, в този случай няма да го видим. "
Запазеният ръб на кратера около SPA предоставя важни доказателства за установяване на времето на въздействие. Както Джеймс каза пред Space Magazine, „Ние също не бихме виждали запазен ръб, ако SPA се образува в магмен океан. Следователно Луната вероятно имаше шанс да се охлади донякъде, преди да се случи това въздействие. "
По-различно е от другите кратери
СПА басейнът е различен от други кратери за удар върху Луната. Другите кратери имат модел на гравитачни аномалии, но SPA няма. Джеймс каза пред Space Magazine, че СПА „има широк регион на слаба гравитация, свързан с топографска депресия, която се създава от плътната аномалия на мантията, която тежи по повърхността на Луната“.
Според Джеймс, басейнът е „една от най-добрите природни лаборатории за изучаване на катастрофални събития, древен процес, който оформи всички скални планети и луни, които виждаме днес.“
Отключването на тайните на SPA басейна ще изисква повече работа. Отмяната на астероидно въздействие или оксиди от втвърдяване с магма, тъй като причината за аномалията ще изисква подобрени симулации. Както Джеймс каза пред Space Magazine, „Най-добрият начин да се изключи един или друг сценарий е да се извършат по-нови и по-добри симулации.“
Източници:
- Прессъобщение: Масова аномалия е открита под най-големия кратер на Луната
- Документ за изследване: Дълбока структура на лунния южен полюс?
- Вписване в Уикипедия: басейн Южен полюс-Айткен
- НАСА: Мисия GRAIL
