Огроман древни утицај повезан са разликама између ближе и даље стране Месеца

Ново истраживање показује како је утицај Месечевог јужног пола – басена Аиткен повезан са оштрим контрастом у саставу и изгледу између две стране Месеца.

Лице које Месец показује Земљи изгледа веома другачије од оног које скрива на својој супротној страни. Ближњом страном доминирају лунарни Персијанци – огромни остаци древних токова лаве тамне боје. С друге стране, даља страна пуна кратера је практично лишена екстензивних карактеристика кобиле. Разлог за велику разлику између две стране је једна од најтрајнијих месечевих мистерија.

Сада, истраживачи имају ново објашњење за дволични месец – објашњење везано за џиновски удар пре више милијарди година у близини јужног пола месеца.

Нова студија објављена у часопису Сциенце Адванцес показује да би удар који је формирао џиновски јужни пол-Аиткен басен (СПА) створио огроман облак топлоте који се ширио по унутрашњости Месеца. Ова перјаница би садржала одређене материјале – комбинацију ретких земаља и елемената који производе топлоту – као и оближњи месец. Ова концентрација елемената могла је допринети вулканској активности која је довела до стварања оближњих вулканских равница.

На ближој страни Месеца (лево) доминирају екстензивне вулканске наслаге, док је на даљој страни (десно) много мање. Разлог за велику разлику између две стране је мистерија вечитог месеца. Кредит: Бровн Университи

„Знамо да ће велики утицаји попут оног који је обликовао СПА створити много топлоте“, рекао је др Матт Џонс. Кандидат на Универзитету Браун и главни аутор студије. Питање је како ова температура утиче на унутрашњу динамику Месеца. Оно што показујемо је да под било којим разумним условима у време када се СПА формира, на крају концентрише ове елементе који производе топлоту на ближој страни. Нагађамо да је то допринело топљењу плашта које је довело до токова лаве које видимо на површини. „

Студија је била сарадња између Џонса и његовог саветника Александра Еванса, доцента на Универзитету Браун, заједно са истраживачима са Универзитета Пурдуе, Лабораторије за лунарне и планетарне науке у Аризони, Универзитета Станфорд и[{“ attribute=““>NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

A new study reveals that an ancient collision on the Moon’s south pole changed patterns of convection in the lunar mantle, concentrating a suite of heat-producing elements on the nearside. Those elements played a role in creating the vast lunar mare visible from Earth. Credit: Matt Jones

The differences between the near and far sides of the Moon were first revealed in the 1960s by the Soviet Luna missions and the U.S. Apollo program. While the differences in volcanic deposits are plain to see, future missions would reveal differences in the geochemical composition as well. The nearside is home to a compositional anomaly known as the Procellarum KREEP terrane (PKT) — a concentration of potassium (K), rare earth elements (REE), phosphorus (P), along with heat-producing elements like thorium. KREEP seems to be concentrated in and around Oceanus Procellarum, the largest of the nearside volcanic plains, but is sparse elsewhere on the Moon.

Some scientists have suspected a connection between the PKT and the nearside lava flows, but the question of why that suite of elements was concentrated on the nearside remained. This new study provides an explanation that is connected to the South Pole–Aitken basin, the second largest known impact crater in the solar system.

For the study, the researchers conducted computer simulations of how heat generated by a giant impact would alter patterns of convection in the Moon’s interior, and how that might redistribute KREEP material in the lunar mantle. KREEP is thought to represent the last part of the mantle to solidify after the Moon’s formation. As such, it likely formed the outermost layer of mantle, just beneath the lunar crust. Models of the lunar interior suggest that it should have been more or less evenly distributed beneath the surface. But this new model shows that the uniform distribution would be disrupted by the heat plume from the SPA impact.

According to the model, the KREEP material would have ridden the wave of heat emanating from the SPA impact zone like a surfer. As the heat plume spread beneath the Moon’s crust, that material was eventually delivered en masse to the nearside. The team ran simulations for a number of different impact scenarios, from dead-on hit to a glancing blow. While each produced differing heat patterns and mobilized KREEP to varying degrees, all created KREEP concentrations on the nearside, consistent with the PKT anomaly.

The researchers say the work provides a credible explanation for one of the Moon’s most enduring mysteries.

“How the PKT formed is arguably the most significant open question in lunar science,” Jones said. “And the South Pole–Aitken impact is one of the most significant events in lunar history. This work brings those two things together, and I think our results are really exciting.”

Refernece: “A South Pole–Aitken impact origin of the lunar compositional asymmetry” by Matt J. Jones, Alexander J. Evans, Brandon C. Johnson, Matthew B. Weller, Jeffrey C. Andrews-Hanna, Sonia M. Tikoo and James T. Kean, 8 April 2022, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abm8475