Ученые проанализировали образцы грунта, которые китайская миссия «Чанъэ-6» впервые в истории доставила с обратной стороны Луны. Исследование помогло объяснить, почему видимая и невидимая с Земли стороны спутника так сильно различаются. По мнению команды из Нанкинского университета, причина кроется в масштабном перемешивании расплавленных пород на раннем этапе истории Луны, вызванном гравитационным влиянием Земли.
Поверхность Луны, обращенная к Земле, покрыта обширными темными равнинами из вулканического базальта и содержит высокие концентрации калия, редкоземельных элементов и фосфора. Обратная сторона, напротив, представляет собой древнее, испещренное кратерами нагорье с гораздо более толстой корой. Десятилетиями ученые не могли прийти к единому мнению о причинах такой асимметрии.
Анализ образцов, которые «Чанъэ-6» привезла с обратной стороны, показал, что лунная мантия под обоими полушариями химически однородна. Базальты с обратной стороны по своему составу оказались схожи с базальтами, доставленными американскими миссиями «Аполлон» с видимой стороны. Это указывает на то, что мантийные породы, которые образовались при кристаллизации древнего океана магмы на Луне, существенно не различаются.
В то же время кора двух полушарий оказалась совершенно разной. В породах с обратной стороны (анортозитах) больше магния, чем в образцах с видимой, что подтверждает данные дистанционного зондирования. Кроме того, в них почти отсутствуют редкоземельные элементы, что говорит об иной истории формирования коры.
На основе этих данных исследователи предложили новую модель. Согласно их гипотезе, изначально океан магмы на Луне остывал и кристаллизовался равномерно. Ситуация изменилась, когда спутник оказался в приливном захвате у Земли и с тех пор смотрит на нее одной стороной. Гравитационное воздействие нашей планеты, которая тогда была гораздо ближе, начало неравномерно разогревать лунные недра – сильнее со стороны, обращенной к Земле.
Разница температур вызвала горизонтальную циркуляцию магмы. Горячие потоки двинулись от видимой стороны к обратной, увлекая за собой уже сформировавшиеся фрагменты коры, богатые магнием. Со временем это привело к тому, что кора на обратной стороне стала толще. Оставшийся расплав, насыщенный редкоземельными элементами, в свою очередь, сконцентрировался на видимой стороне. Эта модель объясняет, как при химически однородной мантии у Луны сформировалась настолько разная по составу и толщине кора в двух полушариях.
