Naujas tyrimas atskleidžia, kad senovinis susidūrimas Mėnulio pietiniame ašigalyje pakeitė konvekciją Mėnulio mantijoje, sutelkiant dėmesį į šilumą gaminančių elementų grupę artimoje pusėje. Šie elementai suvaidino svarbų vaidmenį formuojant didžiulę mėnulio pasagą, matomą iš Žemės. Kreditas: Mattas Jonesas
Nauji tyrimai rodo, kaip Mėnulio Pietų ašigalio-Aitkeno baseino poveikis yra susijęs su ryškiu sudėties ir išvaizdos kontrastu tarp dviejų Mėnulio pusių.
Veidas, kurį Mėnulis rodo Žemei, atrodo labai skirtingai nuo to, kurį jis slepia tolimoje pusėje. Netoliese dominuoja mėnulio persai – didžiulės, tamsios spalvos senovinių lavos srautų liekanos. Kita vertus, krateriu užpildytoje tolimojoje pusėje beveik nėra didelių kumelės bruožų. Didelio skirtumo tarp dviejų pusių priežastis yra viena iš patvariausių mėnulio paslapčių.
Dabar mokslininkai turi naują dviveidio mėnulio paaiškinimą – paaiškinimą, susijusį su milžinišku smūgiu prieš milijardus metų netoli Mėnulio pietų ašigalio.
Naujas tyrimas, paskelbtas žurnale Science Advances, rodo, kad Mėnulio milžinišką Pietų ašigalio-Aitkeno baseiną (SPA) sukūręs smūgis būtų sukūręs didžiulį šilumos srautą, pasklidusį per Mėnulio vidų. Šiame stulpelyje būtų buvę tam tikrų medžiagų – retųjų žemių ir šilumą gaminančių elementų derinio – taip pat netoliese esantis mėnulis. Ši elementų koncentracija galėjo prisidėti prie vulkaninės veiklos, dėl kurios atsirado netoliese esančios vulkaninės lygumos.
Artimojoje Mėnulio pusėje (kairėje) dominuoja platūs vulkaniniai telkiniai, o tolimojoje pusėje (dešinėje) jų yra daug mažiau. Didelio skirtumo tarp dviejų pusių priežastis yra amžinojo mėnulio paslaptis. Kreditas: Browno universitetas
„Žinome, kad tokie dideli poveikiai, kaip suformavęs SPA, sukels daug šilumos“, – sakė mokslų daktaras Mattas Jonesas. Browno universiteto kandidatas ir pagrindinis tyrimo autorius. Kyla klausimas, kaip ši temperatūra veikia vidinę Mėnulio dinamiką. Mes parodome, kad bet kokiomis pagrįstomis sąlygomis tuo metu, kai susidaro SPA, šie šilumą gaminantys elementai koncentruojasi artimoje pusėje. Spėjame, kad tai prisidėjo prie mantijos tirpimo, dėl kurio atsirado lavos srautai, kuriuos matome paviršiuje. “
Tyrimą atliko Jonesas ir jo patarėjas, Browno universiteto docentas Aleksandras Evansas, taip pat mokslininkai iš Purdue universiteto, Mėnulio ir planetų mokslo laboratorijos Arizonoje, Stanfordo universiteto ir[{” 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
„Analitikas. Kūrėjas. Zombių fanatikas. Aistringas kelionių narkomanas. Popkultūros ekspertas. Alkoholio gerbėjas”.