Обработав данные зонда НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), учёные составили топографическую карту, на которой отмечены 5 185 кратеров диаметром более 20 км, и выяснили, что в геологическом смысле наш спутник значительно более сложен, чем предполагалось.
Результаты исследований изложены в трёх статьях, опубликованных в свежем номере журнала Science.
Первый материал, ведущим автором которого является Джеймс Хед (James Head) из Университета Брауна, посвящён непосредственно ударным кратерам. Луна, поясняет г-н Хед, представляет собой максимально удобный объект изучения: она находится рядом с нами и сохраняет свидетельства космической бомбардировки, которые на Земле уже давно стёрлись из-за смещения тектонических плит, водяной и ветровой эрозии. «Я бы сравнил её с Розеттским камнем, — говорит геолог. — Разобравшись с поверхностью Луны, мы сможем попробовать расшифровать те нечёткие следы, которые есть на нашей планете».
При составлении карты исследователи пользовались данными установленного на LRO лазерного высотомера LOLA, который посылает импульсы к поверхности Луны и замеряет время их возвращения. По результатам измерений прибор определяет высоту местности с точностью до 10 см.
Рассматривая полученную карту, можно определить, какие кратеры формировались раньше, а какие — позже, на уже изменённой до этого поверхности Луны. Проанализировав распределение кратеров по размерам, авторы пришли к выводу о том, что всю популяцию сталкивавшихся со спутником объектов можно условно разделить на две группы: та, что «атаковала» Луну первой, значительно превосходила вторую по процентному содержанию крупных тел. «Момент перехода от одной группы к другой примерно соответствует образованию Восточного моря [лунного моря на западном крае видимого диска спутника], возраст которого оценивается в 3,8 млрд лет», — отмечает г-н Хед.
Дать чёткое объяснение изменению параметров налетающих объектов учёные пока не могут.
Во второй и третьей статьях, написанных под руководством Тимоти Глотча (Timothy Glotch) из Университета Стони-Брук и Бенджамина Гринхагена (Benjamin Greenhagen), представляющего Лабораторию реактивного движения, обсуждается информация, переданная радиометром DLRE. Этот прибор регистрирует ИК-излучение по семи отдельным каналам, покрывающим диапазон 7,6–400 мкм, что позволяет оценивать состав пород, слагающих кору Луны. Два канала предназначены для исследования отражённого от поверхности солнечного излучения.
Поверхность Луны можно представить в виде анортозитовых возвышенностей, богатых кальцием и алюминием, и базальтовых морей, где повышается концентрация железа и магния. Обе эти породы коры считаются первичными, то есть они образуются прямо в результате кристаллизации вещества мантии. Наблюдения DLRE в целом подтверждают правомерность такого разделения: большинство областей поверхности можно отнести к одному из указанных типов.
И всё же данные зонда заставили учёных признать, что некоторые лунные возвышенности сильно отличаются от прочих. К примеру, DLRE довольно часто регистрировал повышенное содержание натрия, нехарактерное для «обычной» анортозитовой коры. Наибольший интерес вызвало обнаружение в нескольких областях богатых окисью кремния минералов (кварца, калиевого и натриевого полевого шпата), которые соответствуют проэволюционировавшим горным породам, отличным от примитивного анортозита. Здесь же ранее определяли повышенное содержание тория, что служит ещё одним свидетельством «эволюции» пород.
Стоит заметить, что DLRE не удалось зарегистрировать следы «чистого» мантийного вещества, которое, как показывали некоторые исследования, должно в некоторых местах выходить на поверхность. Ожидаемые сигналы не появились даже при изучении бассейна Южный полюс — Эйткен — самого крупного, старого и глубокого ударного кратера. Возможно, обнажений мантийного вещества на Луне действительно нет. А может быть, их площадь слишком мала для DLRE…