Картирование в масштабе 1:3M (первоначально нанесенное на карту в масштабе 1:200 000) части Восточного бассейна. Фото: Журнал Planetary Science Journal (2024 г.). DOI 10.3847/PSJ/ad862f
Миллиарды лет назад гигантский астероид ударил по Луне с такой силой, что расплавил породу до тех пор, пока она не стала перегретой и раскаленной добела, или то, что ученые называют ударным плавлением. В конечном итоге он остыл и затвердел, образовав многокольцевой ударный кратер, известный сегодня как Восточный бассейн.
Наличие образцов ударного расплава ценно, поскольку ученые могут использовать лабораторные методы для определения точного времени затвердевания расплава и, следовательно, возраста удара. Проблема в том, что геологические процессы после удара, такие как потоки лавы и более мелкие удары, погребли и перемешали большую часть первоначального ударного расплава.
Но анализ ударного кратера, из которого возникла скала, стоит затраченных усилий, потому что эти знания могут помочь ученым понять, как скорость ударов менялась на протяжении всей истории Солнечной системы, а также как удары формировали Луну, Землю и раннюю жизнь на нашей планете. .
Научный сотрудник Института планетологии Кирби Руньон является ведущим автором статьи, опубликованной в журнале «Planetary Science Journal» и содержащей новую геологическую карту Восточного бассейна с высоким разрешением, на которой делается попытка идентифицировать исходное расплавленное расплавленное вещество бассейна. Есть надежда, что будущие исследователи будут использовать эту карту для планирования миссий по возврату проб и определения дат воздействия для этого и других бассейнов воздействия.
«Мы решили нанести на карту Восточный бассейн, потому что он одновременно старый и молодой», — сказал Раньон. «Мы думаем, что ему около 3,8 миллиарда лет, и он достаточно молод, чтобы его ударный расплав еще только что обнажился на поверхности, но в то же время достаточно стар, чтобы на его вершине также накопились большие ударные кратеры, что усложняет картину. Мы решили нанести на карту Orientale протестирует стратегии идентификации расплавов для более старых и деградированных ударных бассейнов, возраст которых мы хотели бы знать».
На карте используется BFsc — сокращение от гладкого, потрескавшегося материала дна бассейна — для отображения исходного, незагрязненного ударного расплава из формации Восточного бассейна. Эти породы отражают возраст Восточного бассейна, и части этих расплавленных отложений могли быть погребены под другими геологическими образованиями, такими как потоки лавы, отмеченные красным.
Звезды отмечают края и обломки небольших ударных кратеров, в которых обнаружен ранее погребенный Восточный расплав. Таким образом, если породы из отмеченных звездочками мест окажутся того же возраста, что и породы из областей BFsc, геологи знают, что они могут положиться на камни из аналогичных небольших кратеров в других, более деградированных бассейнах, чтобы определить возраст образования этих бассейнов.
«Земной чердак»
Ранние записи о воздействии Земли за первый миллиард лет ее существования — примерно 4,5–3,5 миллиарда лет назад — были стерты из-за смещения континентов, воды, погоды и общего беспокойства со стороны живых существ. Фактически, самой Земле 4,5 миллиарда лет, тогда как возраст большинства пород на ее поверхности составляет менее полумиллиарда лет. Напротив, возраст большинства пород поверхности Луны превышает 2,5 миллиарда лет.
К счастью, Луна находится достаточно близко в Солнечной системе, и ученые могут сделать вывод, что скорость столкновений, произошедших там, вероятно, была такой же, как и на Земле, но с учетом ее большего размера и более высокой гравитации.
«Луна — это что-то вроде чердака Земли с точки зрения сохранения записей о столкновениях; это единственное место, где мы можем получить детские фотографии Земли», — сказал Раньон. «Луна настолько близка к нам, что данные о ее ударах являются надежным косвенным показателем ранней Земли, и мы можем масштабировать статистику столкновений, чтобы получить некоторое разумное приближение к тому, какими были первые миллиарды лет Земли с точки зрения ударов. Земля имеет большую гравитацию и мы больше, поэтому нас бы били немного чаще и сильнее, чем Луну».
Понимание ранней среды обитания Земли является ключом к пониманию того, когда и даже как жизнь впервые возникла на Земле.
«Гигантские удары, подобные тому, что образовал Восточный океан, могут испарить океан и убить любую жизнь, которая уже зародилась», — сказал Раньон. «Недавнее моделирование показало, что мы, вероятно, никогда полностью не стерилизовали Землю во время этих сильных столкновений, но мы не знаем наверняка. В какой-то момент наши океаны могли испариться в результате ударов, затем снова конденсироваться и неоднократно выпадать дождями. Если бы это произошло, несколько раз, и только после последнего раза жизнь могла закрепиться».
Раньон и его соавторы надеются, что их метод картирования можно будет использовать в других ударных бассейнах по всей Луне, чтобы будущие миссии по возврату проб могли проверить этот подход, отбирая образцы горных пород из областей, аналогичных тем, что отмечены на их карте.
«Если образцы, собранные в любой из отмеченных звездочками областей на нашей карте, имеют тот же возраст, что и образцы, собранные в областях BFsc, которые обозначают первоначальное ударное таяние, то мы уверены, что сможем применить метод отбора проб ударного таяния к другим бассейнам», — сказал Раньон. .
Информация от: Институтом планетарных наук.
