Ученые, возможно, наконец разгадали тайну двух «лиц» Луны

Команда под руководством профессора Хэцзю Хуэя из Нанкинского университета проанализировала лунные породы, доставленные китайской миссией «Чанъэ-6» — первыми образцами с обратной стороны Луны. Результаты указывают, что древние крупномасштабные потоки расплавленной породы, вероятно, сформировали наблюдаемые различия между двумя полушариями Луны, а причиной мог стать неравномерный нагрев из-за гравитационного притяжения Земли.

Видимая сторона Луны покрыта обширными тёмными базальтовыми равнинами и обогащена калием, редкоземельными элементами и фосфором (KREEP), тогда как обратная сторона представляет собой древние сильно кратерированные высокогорья с более толстой корой и малым числом вулканических равнин. Десятилетиями обсуждались разные объяснения — циркуляция первичного магматического океана, столкновение, приливный нагрев и неравномерное развитие коры, — но единой теории не было; оставалось неясным, распространяются ли различия на мантию. Сравнение образцов «Чанъэ-6» с материалами Apollo и «Чанъэ-5» показало, что базальты с обратной стороны происходят из истощённой мантии, как и низкотитановые базальты Apollo, а Mg-suite породы имеют сходные значения Mg#, что говорит о в целом сходном химическом составе мантийных кумулятов. Однако кора различается: анортозиты «Чанъэ-6» имеют более высокие пиковые Mg#, а Mg-suite породы — крайне низкие концентрации редкоземельных элементов и более низкие отношения Th/Sm, чем у Apollo.

На основе этих данных исследователи предложили модель: сначала магматический океан Луны кристаллизовался относительно равномерно, но после приливного захвата Луны Землёй, когда тела были ближе, приливные силы сильнее нагревали видимое полушарие. Разница температур запустила крупномасштабную горизонтальную циркуляцию: горячая магма шла от видимой стороны к обратной, перенося магний-богатый анортозитовый материал и наращивая более толстую кору на обратной стороне, тогда как поздние расплавы с KREEP и ильменит-содержащими кумулятами концентрировались на видимой стороне. Модель объясняет сходство мантии при резком различии коры и даёт новое понимание ранней тепловой истории Луны.