Зразки місячних порід змушують вчених переосмислити історію Місяця

Зразки місячних порід, отримані під час місії Chang'e-6 з далекої сторони Місяця, стали важливим джерелом нових наукових відкриттів. Вони не лише надають геологічний запис про далеку сторону Місяця, а й розкривають, як і коли вода та леткі речовини потрапили в систему Земля-Місяць, а також вивчають взаємодію Місяця з сонячним вітром протягом мільярдів років. Дослідження також дозволяє отримати інформацію про історію ударів на цій частині Місяця.

Порівнюючи ці зразки з аналізами місячних зразків, отриманих під час місій Apollo та інших, вчені вперше мають можливість дослідити еволюцію двох півкуль Місяця. Нещодавній аналіз відкрив нові горизонти в історії бомбардування Місяця, ставлячи під сумнів десятиліття думок про час та інтенсивність цих ударів. Результати також проливають світло на умови, що вплинули на еволюцію Землі та Місяця в ранній Сонячній системі.

Дослідження очолив Державний ключовий лабораторія глибинних процесів та ресурсів і Центр передової планетарної науки (CAPS) при Гуанчжоуському інституті геохімії. Додаткові внески здійснили дослідники з Китайської академії наук, Спільного центру Землі та планетарних наук NWU-HKU, Пекінського науково-дослідного інституту уранової геології та Центру Джона де Лейтера та Школи Землі і планетарних наук (JDLC) при університеті Кертін.

На відміну від Землі, де вулканічна активність, рух тектонічних плит, вивітрювання та ерозія активно знищують свідчення давніх ударів, поверхня Місяця є ідеально збереженим записом історії Сонячної системи. Вивчення місячних порід та реголіту дозволяє вченим досліджувати події, що відбулися незабаром після формування планет близько 4,5 мільярдів років тому. Як зазначив співавтор дослідження доктор Фред Жордан з JDLC при університеті Кертін:

"Місяць — це як капсула часу — він зберіг запис подій, які були стерті з Землі внаслідок ерозії, тектоніки плит та інших геологічних процесів. Зразки, зібрані з далекої сторони Місяця, особливо важливі, оскільки дозволяють вперше порівняти дві дуже різні частини Місяця. До цього моменту майже все, що ми знали, походило з боку, що звернений до Землі."

Протягом десятиліть вчені теоретизували, що Земля та Місяць пережили раптовий період інтенсивного бомбардування астероїдами та кометами, відомий як період пізнього важкого бомбардування (приблизно 4,1-3,8 мільярдів років тому). Вважається, що ця активність була викликана міграцією планет в ранній Сонячній системі, що призвело до збільшення кількості зіткнень та ударів.

Вчені також вважали, що цей період бомбардування був коротким (за геологічними мірками), триваючи від 20 до 200 мільйонів років, перш ніж різко зменшитися. Однак, на основі отриманих результатів, опублікованих у журналі Science Advances, дослідницька група виявила, що зменшення пізнього важкого бомбардування відбувалося більш поступово, ніж вважалося раніше.

"Аналізуючи ці давні породи, ми можемо краще зрозуміти, коли відбувалися основні удари астероїдів і як еволюціонувала рання Сонячна система," — зазначив доктор Жордан. "Далека сторона зберігає чистіший запис цих перших ударів, оскільки вона була значно менш піддана пізнішим геологічним подіям, ніж сторона, що звернена до Землі. Ці зразки допомагають нам переписати частини історії Місяця та вказують на те, що рання Сонячна система пережила тривале зменшення ударів астероїдів, а не одне катастрофічне бомбардування."

Для свого дослідження команда проаналізувала фрагменти місячних порід, зібрані з Південної полярно-Ейткенської улоговини, використовуючи геохронологічну техніку, відому як одночасткове ⁴⁰Ar/³⁹Ar датування. Цей процес використовує нейтронне опромінення та мас-спектрометрію благородних газів для виділення окремих ударних подій на основі розплавлених відкладень, залишених у кратерах. На основі свого аналізу команда виявила свідчення ударних подій, що охоплюють період від приблизно 4,33 до 1,13 мільярдів років тому, що дозволило їм реконструювати більш ніж трьохмільярдну історію ударів на Місяці.

Їхні результати не лише стосуються важливої частини еволюційної історії Місяця, але й Землі. Вони також підтверджують результати, отримані раніше цього року дослідниками, очолюваними Ключовою лабораторією планетарної науки та передових технологій Інституту геології та геофізики. На основі радіометричного аналізу команда надала оновлені оцінки щодо часу, коли багато ударів, спочатку датованих періодом пізнього важкого бомбардування, насправді відбулися. Як підсумував доктор Жордан:

"Місяць і Земля мають спільну історію, але свідчення ранніх ударів в основному зникли з нашої планети. Оскільки Земля та Місяць формувалися разом, кожен великий удар, зафіксований на Місяці, розповідає нам щось про умови, які пережила молода Земля. Вивчення місячних порід дозволяє нам поглянути назад на мільярди років і краще зрозуміти події, що формували середовище обох світів, а також допомагає зрозуміти роль ударів астероїдів у планетарній еволюції та умови, які могли вплинути на виникнення життя на Землі.

Подальше читання: Університет Кертін, Science Advances.