На другой стороне Луны найден необычный вулканический комплекс

Анализ полученных новых изображений обратной стороны Луны показал, что небольшая вулканическая провинция на ее поверхности образована  апвеллингом кремниевой магмы. Не совсем обычное расположение данной области  и такой же необычный  состав лавы могут оказаться тем ключом, с помощью которого можно узнать много нового о термической истории Луны.

Эта местность характеризуется, прежде всего, высоким содержанием  тория. Она расположена  между двумя большими древними кратерами Комптона и Бельковича, образовавшиеся вследствие удара небесного тела. В 1998 году область была  обнаружена с помощью гамма-спектрометра, установленного на  космическом зонде Lunar Prospector. Региона назвали  ториевой аномалия Комптона — Бельковича.

Наблюдения, проведённые недавно с помощью мощной оптической камеры лунного орбитального аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter, дали возможность ученым выделить основные  черты вулканов в центре аномалии. Построенная трёхмерная модель с достаточно высоким разрешением, а также  данные теплового радиометра Diviner, установленного на  том же зонде,  показали присутствие следов не просто вулканической деятельности, но даже очень редкого кремниевого вулканизма.

Само существование на Луне вулканической провинции должно заставить исследователей изменить свои предыдущие представления о вулканической истории Луны.

Лунный вулканизм достаточно сильно непохож на земной, так как Луна — не очень большое космическое тело, которое остыло очень быстро и не имело в своей истории тектоники плит. Считается, что Луна возникла приблизительно 4,5 миллиарда лет назад как  результат столкновения Земли с неизвестной  протопланетой, имеющей размеры с Марс. В результате катастрофы на орбиту был выброшен магматический материал с глубины порядка 400 километров, но по причине отсутствия у Луны атмосферы, он остыл всего за 100 миллионов лет. В итоге самые лёгкие минералы (полевой шпат, к примеру) кристаллизовались непосредственно из магмы и быстро выплыли на поверхность Луны, сформировав лунные горы в нынешнем их виде. Зато более плотные породы, в которых имелись магний и  железо, после остывания опустились, и стали основой  верхней части мантии спутника.

За разделением коры и мантии пришел черед периода вулканической активности (это случилось 4–3 миллиарда лет назад): лавы базальта разлились по лунной поверхности, заполнив вмятины и другие низменности. Одна из нерешенных сегодня загадок — неравномерность указанного базальтового наводнения. Третья часть  видимой стороны Луны имеет  древние траппы, но на обратной стороне, где кора значительно толще, их намного  меньше. Кроме того, практически  весь лунный вулканизм базальтового происхождения, а не кремниевым, что говорит о том, что лунные лавы богаты минералами железа и магния, а не алюминия и кремния.

Континентальная кора Земли  включает большое количество пород, которые по составу занимают некое промежуточное значение  между кремниевыми и базальтовыми. Например,  широко распространённый гранит. На Луне гранит практически не встречается.

До самого последнего времени учёные говорили о двух типах лунного ландшафта — светлый («суша» или «высокогорье») и тёмный («моря»). В 2000 году  Джолифф вместе с коллегами предложили три других региона, которые намного лучше соответствовали геологической истории земного спутника. Один из них, занимающий  большую часть «морского» типа базальтового вулканизма, назвали  Procellarum KREEP Terrane. В таком типе поверхности должны  встречаться карманы с включением тория, поскольку при охлаждении магмы торий в основном  вытеснялся из кристаллизующихся минералов и оказывался между мантией и корой.

Именно эта концентрация тепловыделяющих элементов отвечает за интенсивный лунный вулканизм. Лунные моря, по словам Джоллиффа, формировались как раз потому, что разогретые  радиоактивные элементы усиленно плавили мантийную породу. Это стало причиной образования базальтовой лавы, которая через трещины  выливалась на поверхность. Более половины Procellarum KREEP Terrane появилось как результат данного процесса.

Базальтовые лунные «моря» заметны  с Земли даже  невооружённым глазом  - они выглядят как тёмные пятна. Вулканические отложения, образованные  лавами с высокой концентрацией кремния, известны как «красные пятна». Чаще всего они имеют характерный видимый «купол» и в большинстве своем расположены  в окружении PKT.

Ториевая аномалия Комптона — Бельковича вызывает интерес тем, что залегает вдали от Procellarum KREEP Terrane, — от самой ближней зоны PKT её отделяют свыше 900 километров. В центре этого объекта расположен вулканический комплекс небольших размеров, от 25 до 35 километров  в поперечнике (диаметр кратеров Бельковича и Комптона — 214 и 162 километров соответственно).

«На полученных  снимках, выполненных с помощью узкоугольных камер, заметна комковатая местность, а также следы обрушения горных пород. Это могло являться следствием вулканизма, но, в то же время, могло быть результатом выброса материала во время образования лунных кратеров, — утверждает Джолифф. — Поэтому мы решили изучить и другие изображения, полученные после того, как LRO лег на постоянную 50-километровую орбиту, с разрешением 50 сантиметров на пиксель».

Главным доводом в пользу вулканического происхождения стал достаточно характерный купол на плато, имеющий широкую центральную депрессией. Подобная вмятина чаще всего появляется потому, что магма с течением времени успокаивается, остывает и отступает.

Крутизна склонов базальтовых лунных вулканов составляет 7˚ и менее, а в этом регионе данный показатель достигает 20–25˚. Фактически это значит, что их формированием занималась лава с более вязкой консистенцией.

Анализ информации, полученной с помощью теплового радиометра Divine, дал высокую концентрацию пород, содержанием большие концентрации кремния — риолита или гранита.

Джоллифф подозревает, что эта вулканическая провинция имеет более молодой возраст, нежели большинство PKT. «Несмотря на то, что благодаря анализу образцов лунной породы мы узнали, что большая часть вулканизма лунной поверхности произошла 3–4 миллиарда  лет назад, данные с орбиты заставляют высказать предположение, что некоторая часть  «морских» базальтов образовалась сравнительно недавно - миллиард лет назад, — утверждает  учёный. — Мы не имеем убедительного  способа непосредственно  датировать образование в регионе кратеров Бельковича и Комптона, но, так как кратеров там немного, поверхность выглядит свежей. Поэтому, если все же эта провинция образовалась достаточно поздно, она не должна при этом  быть результатом радиоактивного распада, поскольку тогда этого источника тепла уже не было».

«Тем не менее, Луна может иметь и сейчас расплавленное внешнее ядро. Космический орбитальный аппарат GRAIL, который будет запущен  в текущем году, должен опровергнуть или подтвердит нашу  гипотезу. И если внешнее ядро на самом деле расплавлено, оно может иногда активизировать  вулканическую деятельность. На Земле, во всяком случае,  так все и происходит. Тепло из недр мантии может расплавить древний карман породы в основании коры. В этом случае лава подходит непосредственно к поверхности, поднимая её и образуя складки или купол, после чего начинает остывать и дифференцироваться. Итогом этого процесса является  кремниевая порода с достаточно большим содержанием тория».
По материалам news.mail.ru