Земля отлила горбатую Луну

Американские астрономы выяснили, почему обратная сторона Луны выпуклая. Современную горбатую Луну сформировали процессы, протекавшие в ней, когда спутник еще не до конца затвердел.

Луна, наиболее изученный естественный объект за пределами Земли, продолжает давать поводы для новых научных исследований и открытий. Одну из проблем, над которой ученые работали с начала 1970-х годов, решили американские физики. Дело в том, что в 1971 году экспедиция «Аполлон-15» провела первый эксперимент то лазерной локации обратной стороны Луны. Опыт показал, что часть естественного спутника Земли, навсегда скрытая от нас, несколько выпячена и имеет много возвышенностей. Природа этой выпуклости оставалась неясной до проведения гравиметрических исследований Луны.

Лунный полином

Американские ученые из Калифорнийского университета в Санта-Крузе использовали топографические данные, присланные аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter, и гравитационные измерения японского зонда «Кагуя». Анализ данных показал, что толщина коры на обратной стороне Луны не постоянная, а меняется с широтой места. Самые толстые участки коры соответствуют наибольшим возвышенностям, а самые тонкие обнаружены в приполярных широтах. Чтобы понять, каким процессам в прошлом Луна обязана такому строению коры, ученые решили математически описать утолщения. Оказалось, что лучше всего толщина коры невидимой стороны Луны описывается полиномом Лежандра второго порядка. «Такая форма математической функции предполагает, что на формирование этой поверхности влияли приливы», -- пояснил Иан Гэррик-Бетел, автор статьи, опубликованной в Science.

Такой математической формулой удалось описать 25% лунной поверхности. Ученые показали, что современные возвышенности сформировались во времена, когда кора Луны была разогрета приливным воздействием Земли. Это происходило примерно 4,4 млрд лет назад, вскоре после формирования самой Луны. В те времена Луна еще не синхронизировала свое вращение с Землей, которая постоянно выгибала на ее поверхности приливные горбы. По мнению физиков, в ту эпоху кора Луны была отделена от мантии океаном расплавленной магмы и буквально плавала на ней.

Горбатая Луна

Из-за несинхронного вращения с Землей разные участки коры Луны терлись друг о друга, что приводило к ее дополнительному разогреву. В полярных областях, где изгибание и разогрев происходили наиболее интенсивно, кора становилась тоньше. При этом самые толстые участки выстроились на линии центр Луны-Земля. Позднее Луна синхронизировала свое вращение с Землей, навсегда повернувшись к ней одним боком. Ученые признают, что не знают, почему аналогичный горб не наблюдается на ближней к Земле стороне Луны, ведь приливы должны были оказывать симметричное воздействие. «Вероятно, вулканическая активность или другие геологические процессы за последние 4,4 млрд лет изменили выраженность горба на видимой стороне», -- пояснил Гэррик-Бетел.

Астрономы также выяснили, что вариации толщины лунной коры аналогичны утолщениям, обнаруженным в ледяной коре Европы – одного из спутников Юпитера. По данным, которые собрали межпланетные экспедиции, поверхность Европы состоит из ледяной коры, плавающей над толщей жидкой воды. Как и Луна, Европа тоже повернута одной стороной к Юпитеру. В отличие, скажем, от Ио, бешеное вращение которого вкупе с притяжением Юпитера подогревают на нем бурную вулканическую активность. «Европа сильно отличается от Луны, однако именно она подкинула нам идею об приливном изгибании коры, плавающей в жидком океане», -- добавил ученый.