
Ученые установили, что древний бассейн «Южный полюс — Эйткен» на Луне образовался от удара астероида, который двигался на юг, а не на север, как считалось ранее. Столкновение произошло в критический момент эволюции Луны — когда ее магматический океан был частично кристаллизован и существовал только под определенными областями поверхности. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
Бассейн «Южный полюс — Эйткен» — крупнейшая и древнейшая ударная структура на Луне диаметром около 2000 км, образовавшаяся 4,31–4,39 млрд лет назад. Международная группа ученых под руководством Джеффри Эндрюса-Ханны из Аризонского университета проанализировала форму бассейна, распределение толщины коры и химический состав выбросов материи. Форма бассейна сужается к югу, а переход от бассейна к окружающей поверхности более крутой на севере и пологий на юге — это характерные признаки южного направления удара.
Ключевое свидетельство — широкая область к юго-западу от бассейна с повышенной концентрацией тория и железа. При этом к северу от бассейна такого обогащения не обнаружено. Торий и железо — элементы, которые концентрируются в поздних жидкостях магматического океана, что указывает на выброс этих материалов ударом только с одной стороны бассейна.
Исследователи смоделировали эволюцию магматического океана Луны и определили, что удар произошел, когда кристаллизация достигла 98,8%. К этому моменту остаточный магматический океан существовал не глобально, а только под районами с более тонкой корой — преимущественно на ближней стороне Луны и под юго-западной половиной будущего бассейна. Северо-восточная половина области удара уже имела твердую мантию под корой.
Это объясняет асимметричное распределение тория: удар извлек богатые этим элементом жидкости только там, где они еще существовали — под юго-западной частью бассейна. Концентрация тория в извлеченном резервуаре оценивается в 1,8–12,8 частей на миллион, что соответствует предсказанным значениям для поздних стадий магматического океана.
Открытие имеет значение для предстоящей лунной миссии Artemis: предполагаемые места посадки на южном полюсе Луны расположены на краю бассейна в направлении удара, в зоне богатых торием выбросов. Образцы, собранные там, могут дать информацию не только о возрасте бассейна и истории бомбардировки Луны, но и о составе позднего магматического океана и времени его затвердевания.
В июне 2024 года два модуля китайской станции «Чанъэ-6» взяли пробу реголита, после чего аппарат взлетел с обратной стороны Луны и доставил образцы грунта на Землю.