То, что находилось на поверхности молодой Луны, направилось вглубь спутника, а то, что было внутри — вышло на свет.
Ученые десятилетиями обсуждали вероятность того, что миллиарды лет назад Луна «вывернулась наизнанку» — в новой статье, опубликованной в журнале Nature (через Live Science), планетологи Университета Аризоны приводят собственные доказательства. Команда провела серию симуляций, в которых гравитационные аномалии на ближней стороне Луны вполне согласуются с наличием и расположением плотных минералов, которые сохранились с первых дней существования естественного спутника Земли. Планетологи также установили, что этот «переворот» произошел примерно 4,22 млрд лет назад — вскоре после того, как Луна сформировалась из куска Земли, отколовшегося после сильного столкновения в начале существования Солнечной системы.
Геохимически странный регион
На ближней стороне Луны есть регион, который ученые прозвали «геохимически странным» — известный, как регион KREEP, он богат специфическими и неожиданными металлами, такими как калий, редкоземельные элементы и фосфор.
Регион пересекается с «лунными морями» — большими базальтовыми равнинами, образованными в результате вулканической деятельности и богатыми ильменитом (минерал, состоящий преимущественно из титана и железа). Ильменит так же достаточно плотный, что удивляет, учитывая меньшую плотность расположенных здесь скал — есть мнение, что эти минералы когда-то затонули на Луне, тогда как менее плотные породы поднялись на поверхность.
Лунный «переворот»
Присутствие вышеупомянутых металлов и минералов можно объяснить геодинамическими процессами, которые начались вскоре после формирования Луны. Первоначально спутник был покрыт океаном расплавленной магмы, который остыл, образовав кору и мантию — в этом сценарии, когда магма достигает охлаждения и кристаллизации, плотные минералы, такие как ильменит, образуются в слое между корой и мантией, а элементы KREEP концентрируются в жидком резервуаре.
Возможно, после первоначального погружения ильмениты нагрелись и снова поднялись, опрокидывая мантию в процессе — это могло бы объяснить геохимические странности Луны, однако при таком сценарии оба набора элементов должны были бы распределиться более или менее равномерно.
Кратер, скрывающий больмиграция
Одно из объяснений, на которое ссылаются планетологи, связано с бассейном Южный Полюс — Эйткен на обратной стороне Луны, который когда-то образовался в результате мощного удара. Кратер сейчас покрывает более четверти поверхности спутника и мог «скрыть» миграцию ильменита и KREEP.
Исследователи понимали, что миграция должна была оставить четкие гравитационные следы и создали модели «лунного переворота», которые дали четкий полигональный рисунок линейных гравитационных аномалий, совпавший с наблюдениями аппаратов NASA.
«Таким образом, гравитационное поле Луны сохраняет критические сведения о опрокидывании лунной мантии, которое считается одним из определяющих событий в ранней истории спутника, но детали до сих пор оставались неизвестными», — пишут исследователи.