2733
Зворотний бік Місяця — це суворий, густо вкритий кратерами ландшафт із товстішою корою та майже без темних лавових рівнин, які ми звикли бачити на ближньому боці. Новий аналіз зразків, повернутих місією Chang’e‑6, пропонує узгоджене пояснення, чому дві півкулі супутника такі різні, повідомляє SciTechDaily.
Команда під керівництвом професора Хецзюя Хуя (Hejiu Hui) з Нанкінського університету дослідила геохімічний склад анортозитів, порід Mg‑серії та маревих базальтів, зібраних Chang’e‑6 на зворотному боці Місяця. Ці дані порівняли з матеріалами з ближнього боку, які раніше доставили місії Apollo та Chang’e‑5.
Результати вказують, що різка відмінність між півкулями могла виникнути через бічну термальну конвекцію в ранньому місячному магматичному океані після того, як Місяць став припливно заблокованим щодо Землі.
Мантія виявилася подібною з обох боків
Доти більшість даних про відмінності між ближньою та зворотною півкулями стосувалися поверхні й кори. Чи поширюється ця асиметрія глибше, в мантію, залишалося незрозуміло.
У 2024 році Chang’e‑6 вперше в історії повернула зразки саме зі зворотного боку Місяця. Це дало змогу безпосередньо порівняти матеріал з обох півкуль у лабораторії.
Базальти Chang’e‑6 зберігають ознаки збідненого джерела в мантії, подібні до тих, що виявлені в низько-титанових базальтах Apollo. Це свідчить, що кумуляти мантії — мінерали, які кристалізувалися й накопичувалися під час охолодження місячного магматичного океану — не демонструють суттєвої різниці в складі між ближнім і зворотним боками.
Додатковий аргумент дали породи Mg‑серії. Вони формуються внаслідок взаємодії кори й мантії, пов’язаної з частковим плавленням мантійних кумулятів, тому їхній магнієвий індекс (Mg#) є корисним показником складу мантії.
Подібні значення Mg# у зразках Mg‑серії Chang’e‑6 та Apollo підтверджують той самий висновок: кумуляти мантії під двома півкулями хімічно близькі. Сукупність цих даних вказує, що під час кристалізації магматичного океану не сформувалася виразна асиметрія складу мантії між ближнім і зворотним боками.
Кора зберігає різкішу асиметрію
Натомість кора демонструє значно сильніший контраст. Анортозити Chang’e‑6 досягають вищих пікових значень Mg# порівняно з анортозитами Apollo, що означає більш магнієвий, тобто «примітивніший» склад кори на зворотному боці. Це узгоджується з даними дистанційного зондування Місяця.
Породи Mg‑серії зі зворотного боку також містять надзвичайно низькі концентрації рідкісноземельних елементів і мають нижчі співвідношення Th/Sm, ніж аналогічні зразки з ближнього боку.
Такі відмінності можуть означати два варіанти: або магматизм Mg‑серії на зворотному боці розвивався майже незалежно від KREEP — шару, збагаченого калієм, рідкісноземельними елементами та фосфором, — або ж сам KREEP‑шар був розподілений між півкулями дуже нерівномірно.
Як припливне блокування могло перерозподілити магму
Спираючись на порівняння мантії та кори, дослідники запропонували модель формування місячної асиметрії.
До того, як Місяць став припливно заблокованим, його ранній магматичний океан, за версією авторів, охолоджувався й кристалізувався відносно симетрично. На цьому етапі утворилися перші кумуляти мантії та анортозитова кора з плагіоклазу, що спливав угору.
Після встановлення припливного блокування, коли Земля й Місяць були значно ближчими, ситуація змінилася. Припливне нагрівання стало сильнішим на ближньому боці, ніж на зворотному, створивши міжпівкульний температурний градієнт.
За моделлю, ця різниця температур була достатньою, щоб запустити масштабну бічну термальну конвекцію в залишках магматичного океану. Гаряча магма почала перетікати від ближнього боку до зворотного, захоплюючи з собою раніше сформовані, збагачені магнієм анортозити.
З часом такий транспорт міг наростити товстішу й більш магнієву кору, яку ми нині спостерігаємо на зворотному боці Місяця. Водночас залишкові розплави, багаті на KREEP та ільменітові кумуляти (IBC), зміщувалися до ближнього боку, залишаючи на зворотному лише тонкі їхні шари.
Поєднавши майже симетричну мантію з різко асиметричною корою, модель бічної термальної конвекції пропонує самузгоджене пояснення, як дві півкулі Місяця могли еволюціонувати настільки по-різному в найранішу епоху його історії.
Зразки Chang’e‑6 пояснили різницю між двома півкулями Місяця з’явилася спочатку на Цікавості.
