Вулканы извергались на Луне еще 120 миллионов лет назад, свидетельствуют данные, собранные китайским космическим аппаратом. До последних нескольких лет ученые считали, что вулканическая активность на Луне прекратилась около 2 миллиардов лет назад.
Результаты, опубликованные в журнале Science, получены в результате анализа лунных пород и грунта, доставленных на Землю китайским космическим аппаратом «Чанъэ-5» в 2020 году. Хотя эти результаты трудно согласуются с общепринятой историей лунного вулканизма, вполне возможно, что некоторые области недр Луны были более обогащены радиоактивными элементами, которые генерируют тепло, стимулирующее вулканическую активность.
Регион, где приземлился «Чанъэ-5», называемый Океаном Бурь, может быть одной из таких областей, где породы были обогащены этими тепловыделяющими элементами.
Вулканизм — это основной способ, которым все каменистые планетарные тела теряют свое тепло. Каменистые тела в нашей солнечной системе — это Земля, Венера, Марс, Меркурий, спутник Юпитера Ио и спутник Земли — Луна.
Все имеющиеся данные свидетельствуют о том, что Венера в настоящее время вулканически активна. На Марсе мы можем датировать возраст формирования крупных потоков лавы, подсчитывая количество ударных кратеров на этих потоках.
Этот метод подсчета кратеров основан на том факте, что кратеры образуются случайным образом и равномерно по всей поверхности планеты, поэтому сильно кратерированные территории считаются более старыми. Результаты показывают, что Марс, который в два раза меньше Земли, вулканически активен каждые несколько миллионов лет.
Это ожидаемо, поскольку более крупные тела лучше сохраняют тепло, чем более мелкие. Исходя из этого, Меркурий, который составляет треть Земли, и наша Луна, которая составляет четверть Земли, должны были быть вулканически мертвыми около 2 миллиардов лет.
Нерегулярные морские пятна (IMP) являются потенциальными признаками недавней вулканической активности на Луне. Это изображение IMP, известного как Ina. Кредит: NASA/GSFC/Университет штата Аризона
То же самое должно быть справедливо и для Ио, которая по размеру похожа на нашу Луну. Однако приливные силы, создаваемые гравитационным взаимодействием с Юпитером, дают Ио дополнительный, сильный источник тепла. В результате Ио очень вулканически активен.
Темные области Луны
Большинство извержений на Луне произошло вблизи краев гигантских впадин, образовавшихся на ранней стадии истории Луны в результате столкновений с астероидами. Лава затопила внутреннюю часть этих бассейнов, образовав темные области на ближней стороне Луны. Эти области называются maria (единственное число mare), что на латыни означает моря, потому что плоские слои лавы были ошибочно приняты за водные просторы ранними наблюдателями.
Анализ состава и возраста образцов, доставленных из этих морских районов шестью миссиями «Аполлон» и тремя советскими автоматическими зондами, подтвердил предположение об отсутствии недавней с геологической точки зрения вулканической активности на Луне.
Такое понимание сохранялось до тех пор, пока не стали доступны изображения лунной поверхности с очень высоким разрешением, полученные с миссии US Lunar Reconnaissance Orbiter после ее запуска в 2009 году. Подсчет количества очень маленьких ударных кратеров выявил отсутствие кратеров в некоторых вулканических областях с необычной текстурой поверхности, называемых нерегулярными морскими пятнами (IMP).
Самым простым объяснением этого было то, что эти IMP были молодыми, обычно около 100 миллионов лет. Это в 20 раз моложе самого молодого возраста в 2 миллиарда лет, который ожидался.
В попытке примирить эти наблюдения с общепринятой историей лунного вулканизма было отмечено, что отсутствие какой-либо атмосферы на Луне сделало бы извержения там существенно отличными от извержений на Земле. Отсутствие сдерживающего давления позволило бы извергающейся лаве высвободить почти все газообразные соединения, растворенные в ней, что позволило бы некоторым потокам лавы содержать очень большое количество пузырьков газа — вплоть до пены.
Удары метеоритов по этой мягкой пене привели бы к образованию гораздо меньших кратеров, чем в твердой породе, поэтому метод подсчета кратеров дал бы слишком молодые результаты.
Этот вопрос вызвал много споров, и лучшим способом его решения является возвращение образцов на Землю для детального лабораторного анализа. Чанъэ-5 привез образцы из очень большого потока лавы, который, как уже было известно по подсчету кратеров, был относительно молодым в геологическом плане.
Первоначальные анализы многих фрагментов лавы согласуются с давно принятой теорией о том, что лунный вулканизм прекратился 2 миллиарда лет назад. Однако более тщательное изучение китайских образцов, как описано в новой статье Science, сосредоточилось на некоторых самых маленьких фрагментах — большинство из которых были из горных пород, раздробленных и расплавленных в капли ударами метеоритов.
Три из этих 3000 капель были идентифицированы на основе их детального химического состава как имеющие вулканическое происхождение, и их возраст составляет всего 120 миллионов лет, что очень похоже на молодой возраст, предполагаемый для ММП в других местах на Луне.
Лунные извержения
Лунные извержения должны были включать высокие фонтаны лавы, подобные тем, которые обычно наблюдаются на Гавайях, например. Хотя большинство этих капель собирались в потоки лавы, некоторые из них выбрасывались на десятки километров в другие части поверхности Луны.
Три «вулканические капли», обнаруженные в образце Chang'e 5, вероятно, не были извергнуты из того же жерла, что и основная часть породы и почвы, доставленных на Землю. Это объясняет, почему эти капли намного моложе потока лавы в месте посадки Chang'e 5.
Эти три стеклянные капли являются первым физическим доказательством аномально недавней вулканической активности на Луне. В некоторых областях должны были быть гораздо более высокие концентрации тепловыделяющих радиоактивных элементов, чем в других, чтобы вулканическая активность произошла так недавно, как предполагают новые результаты. Таким образом, эти результаты могут привести к серьезному пересмотру нашего понимания того, как развивалась Луна.
Информация от: The Conversation
