Ученые Лунной и Планетарной лаборатории Университета Аризоны впервые в деталях реконструировали историю ранней Луны около четырех миллиардов лет назад. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Geoscience, помогают раскрыть тайну возникновения базальтовых лунных пород с аномально высоким содержанием титана, которые были привезены астронавтами на Землю около 60 лет назад.
Согласно общепринятому сценарию, Луна образовалась в результате столкновения молодой Земли с карликовой планетой Тейей. Обломки, выброшенные на орбиту, постепенно сливались, охлаждались и затвердевали, образуя естественный спутника планеты. Вероятно, Луна первое время была покрыта глобальным океаном магмы, которая сформировала мантию и кору, а под поверхностью остатки лавы кристаллизовались в плотные минералы из титана и железа — ильмениты.
В последующие тысячелетия минеральный слой погрузился глубже в недра Луны, смешался с мантией, расплавился и вернулся на поверхность в виде потоков лавы, богатых титаном. Теоретические модели предсказывают, что сначала этот слой мигрировал на ближнюю сторону спутника, что было вызвано ударом крупного тела по заднему полушарию, а затем опустился в недра в виде сети пластинчатых плит. После того как материал затонул, он оставил после себя остаток в виде узора из пересекающихся линейных тел, состоящих из богатого титаном минерала.
В новом исследовании планетологи сравнили результаты этого моделирования с данными космических аппаратов GRAIL A (Ebb) and GRAIL B (Flow) космической миссии Gravity Recovery and Interior Laboratory. Эти зонды вращались вокруг Луны в период с 2011 по 2012 годы и измеряли крошечные изменения в ее гравитационном поле. Эти аномалии были зарегистрированы над одним из лунных морей — обширной темной областью на видимой стороне Луны.
Гравитационные карты соответствовали наличию под поверхностью слоя ильменита, оставшегося после погружения большей части минералов. Линейные гравитационные аномалии прерываются крупнейшими и старыми ударными бассейнами на видимой стороне, что указывает на то, что первые должны были образовать раньше. Предполагается, что ильменитовый слой затонул более чем 4,3 миллиарда лет назад.