Наш естественный спутник кажется совершенно стабильным объектом. Что такого особенного может происходить на гигантском осколке безжизненной космической скалы? Однако новые фотографии показали, что Луна меняется, постепенно уменьшаясь в размерах. Учёные даже посчитали, насколько изменился диаметр Селены за время её "твёрдой" жизни.
Первые свидетельства существования на Луне необычных образований – так называемых лопастных уступов (lobate scarp) – были получены во времена работы нескольких "Аполлонов" (Apollo 15, 16, 17). Они отсняли на свои камеры 70 складок породы. Однако все эти образования находились близ экватора (аппараты видели лишь 20% поверхности спутника). Из-за этого исследователи долгие годы гадали, не результат ли это какой-то местной активности.
Последние фотографии, сделанные аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), продемонстрировали наличие ещё 14 полос. Их находили даже выше/ниже 60 градусов северной и южной широт, что говорит об универсальности узора, а также о глобальном "сморщивании" всей поверхности Луны.
Цифровая модель местности, созданная камерами LRO, показывает сбросовый уступ Ли-Линкольна (Lee-Lincoln fault scarp) – тёмная полоса в левой части изображения. Этот внеземной "обрыв" – единственный, что был изучен человеком. Стрелка справа указывает на место посадки "Аполлона-17" (иллюстрация NASA/GSFC/Arizona State University).
Учёные считают, что лопастные уступы – следствие внутренних процессов остывания нашего спутника. Во времена формирования Луны она подвергалась усиленной бомбардировке астероидами и метеорами. Столкновения вместе с реакциями распада радиоактивных элементов раскалили Селену.
Однако со временем расплав начал охлаждаться, а Луна постепенно уменьшаться в размерах. По мере "усыхания" внутренностей мантия и кора вынуждены были следовать за ними. Поверхность растрескивалась, и куски породы наползали друг на друга, формируя те самые уступы. Большинство образований имели полукруглую форму, были похожи на лепестки или лопасти. Отсюда и название складок.
Отчего надвиги породы выглядят именно так, учёные пока объяснить не могут. Возможно, дело в свойствах лунного грунта – реголита. Есть предположение, что отчасти на их образование влияют приливные силы. По крайней мере, притяжение нашей планеты вполне может определить ориентацию таких образований.
Уступы формируются вследствие наползания одного края геологического разлома на другой и сопутствующего подъёма породы (иллюстрация Arizona State University).
Ранее планетологи полагали, что "сморщивание" Луны происходило только на начальных этапах её эволюции. Но новые данные показали, что это не совсем так, что обрывы являются свидетельствами сравнительно недавних геологических и тектонических процессов, происходящих внутри земного спутника.
Дело в том, что некоторые из лопастных уступов пересекают относительно молодые мелкие кратеры (до 400 метров в диаметре). Такие скромные "ямы" очень быстро стираются с поверхности спутника другими ударами. Если же уступ проходит по такому кратеру, это означает, что он моложе него. К тому же учёными не было обнаружено ни одной "ступеньки", потревоженной старым ударом инородного тела (с крупным кратером).
Этот уступ (указан белыми стрелками) пересекает и деформирует несколько небольших ударных кратеров (порядка 40 метров в диаметре). Видно, что часть материала с днища и стенок кратеров обрушилась (иллюстрация NASA/GSFC/Arizona State University/Smithsonian).
"По нашим прикидкам эти структуры образовались меньше миллиарда лет назад, а некоторые из них и того моложе – их возраст не больше сотни миллионов лет", — рассказывает в пресс-релизе глава нынешнего исследования доктор Томас Уоттерс (Thomas Watters) из Национального аэрокосмического музея США.
Вероятно, Луна лишь в последнюю четверть своей жизни остыла настолько, чтобы начать скукоживаться. И скорее всего, процессы эти продолжаются до сих пор.
"Это удивительно, учитывая относительно небольшие размеры нашего спутника. Малые планетарные тела обычно быстро теряют своё внутреннее тепло. Между тем именно оно и определяет эволюцию объекта", — говорит эксперт Патрик Макговерн (Patrick McGovern), не участвовавший в данном исследовании.
Однако даже если Луна продолжает активную жизнь, скорость её сжатия постепенно уменьшается. В конце концов "сморщивание" остановится совсем. Насколько при этом "усохнет" наш спутник, сейчас сказать никто не берётся.
На этой карте Луны показаны уже известные лопастные уступы (чёрные точки), а также "новички" (белые точки). В ближайшие годы учёные собираются построить более точную карту Селены с помощью узкоугольной камеры LRO (иллюстрация NASA/Arizona State University/Smithsonian).
В своей статье в журнале Science учёные предполагают, что со времени образования каменистого тела уменьшение диаметра Селены составило 182 метра. Такой вывод был сделан на основании данных о размерах уступов.
Эти "ступеньки" не столь уж высоки, самая большая едва достигает в высоту 90 метров. При этом их длина может доходить до нескольких километров. Размеры большинства находятся в пределах нескольких метров (как в высоту, так и в длину).
Кстати, подобные уступы присутствуют также на Марсе и на Меркурии, однако там они гораздо крупнее. Надвиги, само собой, есть и на Земле, только причины их образования другие.
Discovery сравнил "скукожившуюся" Луну со сморщенным сухим яблоком, а New Scientist с изюмом (фото yay its Bratza/Flickr.com).
"Эти великолепные результаты показывают, насколько важны глобальные наблюдения. Сейчас миссия входит в новую стадию. Основной упор – на научные измерения. Отныне наша способность делать открытия, исследовать историю луны и Солнечной системы возрастает", — подчёркивает доктор Джон Келлер (John Keller), научный сотрудник программы LRO.
"Изображения высокого разрешения, которые мы получаем с камер LRO, меняют наше представление о Луне. Мы не только обнаружили много новых уступов, но и более детально изучили те, что были открыты несколько десятилетий назад", — добавляет ещё один исследователь доктор Марк Робинсон (Mark Robinson) из университета Аризоны.
В ближайшем будущем учёные планируют сравнить фотографии разных лет и определить, не образовались ли за прошедшие годы в районе экватора новые лопастные уступы.
Наш естественный спутник кажется совершенно стабильным объектом. Что такого особенного может происходить на гигантском осколке безжизненной космической скалы? Однако новые фотографии показали, что Луна меняется, постепенно уменьшаясь в размерах. Учёные даже посчитали, насколько изменился диаметр Селены за время её "твёрдой" жизни.
