Нове дослідження британських та китайських науковців з Університетського коледжу Лондона (UCL) та Пекінського університету встановило, що прихована внутрішня сторона зворотного боку Місяця значно холодніша за ту, що спрямована у бік Землі. 

У рамках дослідження науковці проаналізували зразки місячного ґрунту, зібрані китайською місією “Чан’є-6” з великого місячного кратера на зворотній стороні. Результати підтвердили, що вік зразків становить близько 2,8 млрд років. Ці породи були утворені з лави, яка застигла глибоко у надрах Місяця за температури близько 1 тис. 100 C°, що приблизно на 100 C° нижче за зразки, отримані з видимої сторони. 

Зворотний бік Місяця має товстішу кору, більш гористу та вкриту кратерами, а також, ймовірно, менш вулканічну, з меншою кількістю темних базальтових ділянок, утворених зі стародавньої лави. Дослідники припускають, що надра на зворотній стороні супутника Землі можуть бути холоднішими через менший вміст тепловидільних елементів, включно з ураном, торієм та калієм, які виділяють тепло внаслідок радіоактивного розпаду.

Результати попередніх досліджень свідчили, що нерівномірне розподілення тепловидільних елементів могло виникнути внаслідок зіткнення астероїда або іншого космічного об’єкта зі зворотною стороною Місяця, виштовхнувши більш щільні матеріали, що містять більше тепловидільних елементів, на ближній бік. Інші теорії припускали, що ще на початку існування Місяць міг зіткнутись з іншим, меншим за розміром супутником і зразки з ближньої та дальньої сторін були отримані від двох термічно різних супутників, або що ближня сторона могла бути гарячішою через силу тяжіння Землі.

У рамках нового дослідження британські та китайські науковці проаналізували 300 г місячного ґрунту, наданого Пекінському науково-дослідному інституту геології урану. За словами першого автора дослідження Шен Хе, зразки, зібрані місією “Чан’є-6”, стали першими, отриманими зі зворотного боку Місяця. Група досліджувала окремі ділянки зразка, що складається переважно з зерен базальту, за допомогою електронного зонда для визначення складу. 

Дослідники виміряли крихітні варіації ізотопів свинцю за допомогою іонного зонда та визначили вік породи — 2,8 млрд років. Цей метод заснований на тому, що уран розпадається на свинець із постійною швидкістю. Дані були опрацьовані за допомогою методу, удосконаленого професором Пітером Вермешем з Університетського коледжу Лондона.

Після цього науковці використали кілька методів для оцінки температури зразка на різних етапах його розвитку, коли він ще перебував глибоко у місячних надрах. Спершу було проведено аналіз мінерального складу та його порівняння з результатами комп’ютерного моделювання для оцінки температури породи на момент її утворення (кристалізації). Результати порівнювались з аналогічними оцінками порід, розміщених на видимому боці Місяця з різницею у 100 C°. 

Далі дослідники глибше вивчали геологічну історію зразка та визначали його хімічний склад. Вони намагались з’ясувати, наскільки високою була температура початкової породи, до того як вона розплавилась та перетворилась на магму, щоб потім знову застигнути та перетворитись на породу, зібрану “Чан’є-6”. Порівнявши отримані результати з оцінками зразків, зібраних з ближнього боку супутника під час місій “Аполлон”, науковці знову виявили різницю близько 100 C°.

Щоб оцінити температуру початкової породи, використовувались супутникові дані про місце посадки Чан’є на дальній стороні, які порівнювались з еквівалентними супутниковими даними з ближнього боку, і знову було виявлено різницю (цього разу 70 C°). На Місяці уран, торій та калій переважно зустрічаються разом із фосфором та рідкісноземельними елементами у матеріалі під назвою “KREEP” —абрівіатура, що включає калій, рідкісноземельні елементи та фосфор. 

Ключова теорія утворення Місяця передбачає, що він виник з уламків внаслідок зіткнення Землі з протопланетою розміром приблизно з Марс. Початково наш ключовий супутник складався з розплавленої лави або магми, яка поступово ставала твердою у міру охолодження. Однак елементи “KREEP” були несумісними з утвореними кристалами й тому довше зберігались у магмі. Вчені очікували, що речовина KREEP буде рівномірно розподілена по всій поверхні Місяця. Натомість, як вважають, вона накопичується в мантії на ближньому боці. Розподіл цих елементів може бути причиною вищої вулканічної активності на ближньому боці.

Результати дослідження були опубліковані у журналі Nature Geoscience

Джерело: SciTechDaily