Асимметрия лунной мантии и ее причины

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, раскрывает неизвестные ранее данные о внутренней структуре Луны, объясняющие резкие различия между ее ближней (обращенной к Земле) и дальней сторонами. Эти различия включают контраст в геологии, вулканической активности и толщине коры. Ближняя сторона Луны покрыта обширными темными равнинами, образованными древними лавовыми потоками, в то время как дальняя сторона имеет более грубый рельеф с меньшим количеством вулканических следов.

Используя данные миссии NASA GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory), в рамках которой два космических аппарата Ebb и Flow измеряли гравитационное поле Луны, ученые под руководством Райана Парка обнаружили, что ее мантия обладает разной степенью деформации на ближней и дальней сторонах. Разница составляет 2–3%, что указывает на более пластичную и менее вязкую мантию на ближней стороне.

Моделирование внутренней структуры Луны показало, что такая разница может быть объяснена температурным контрастом в 100–200 Кельвинов (примерно 170°C) между полушариями. Ближняя сторона оказалась теплее, что согласуется с ее более активным вулканическим прошлым.

Причины асимметрии: радиоактивные элементы и древний вулканизм

Авторы исследования предполагают, что разогрев ближнего полушария мог быть вызван более высокой концентрацией радиоактивных элементов, таких как торий и титан, которые накапливались в этой области миллиарды лет назад. Эти элементы, распадаясь, выделяли тепло, что поддерживало повышенную температуру мантии.

Эта гипотеза согласуется с геологическими данными: 3–4 миллиарда лет назад на ближней стороне Луны происходили интенсивные вулканические процессы, заполнившие обширные бассейны лавой (моря). В то же время дальняя сторона оставалась более холодной и тектонически стабильной, что привело к формированию более толстой и неровной коры.

Значение исследования для планетологии

Методы, использованные в этом исследовании, позволяют изучать внутреннюю структуру небесных тел без необходимости посадки космических аппаратов. Анализ гравитационных аномалий может быть применен к другим объектам Солнечной системы, таким как Марс, Энцелад (спутник Сатурна) и Ганимед (спутник Юпитера), где также предполагается наличие внутренних неоднородностей.

Таким образом, работа Райана Парка и его коллег не только проливает свет на давнюю загадку лунной асимметрии, но и открывает новые возможности для дистанционного изучения внутреннего строения планет и их спутников.