Ученые из Корнелльского университета и Университета Аризоны оценили скорость обновления грунта на поверхности Луны из данных аппарата LRO. Оказалось, что ранние оценки отличаются от реальных темпов «рыхления» реголита микрометеоритами в сто раз. По словам авторов, верхние два сантиметра лунного грунта обновляются примерно раз в 81 тысячу лет, а не за десять миллионов лет, как предполагалось ранее. Исследование опубликовано в журнале Nature, кратко о нем сообщает пресс-релиз Университета Аризоны.
Частота возникновения новых кратеров и обновления поверхности — важный параметр, позволяющий определить возраст различных образований на небесных телах. Так, построив распределение по размерам молодых кратеров внутри более древнего кратера, можно оценить возраст последнего с большой точностью. И наоборот, обнаружив некоторую область на небесном теле, полностью лишенную кратеров, можно узнать, насколько она молода. С помощью таких методов геологи оценили возраст поверхности Плутона — не более 100 миллионов лет, что очень мало в масштабах времени формирования планет и планетоидов.
Оценку частоты падения метеоритов делают на основе наблюдений за поверхностью тел с известным возрастом. Ее можно получить, например, построив полное распределение кратеров по размерам. Аномалии в этих распределениях, такие как исчезновение крупных кратеров в случае с Церерой, может указывать на неизвестные тектонические процессы. Среди прочего, из оценки частоты падения метеоритов можно определить время, за которое полностью изменяется верхний слой грунта небесного тела.
Новое исследование показывает, что темпы «рыхления» поверхности небесного тела определяются не только падениями метеоритов и микрометеоритов, но и вторичными процессами, такими как выброс вещества из ударных кратеров. В результате последних на поверхности Луны возникают «мазки», темные пятна, лишенные характерных для кратеров борозд. По словам исследователей, одних только крупных «мазков» c диаметром больше десяти метров достаточно, чтобы взрыхлить 99 процентов поверхности Луны за десять миллионов лет. Если же учитывать и меньшие по размерам «мазки» (от метра), то практически полное обновление поверхности произойдет примерно за 81 тысячу лет.
Это удалось установить благодаря снимкам, полученным с помощью аппарата Lunar Reconnaiscence Orbiter. Авторы сравнивали пары кадров одних и тех же областей Луны, сделанные с интервалом от 176 до 1241 дня. В выборке из 14 тысяч парных кадров ученые обнаружили 47 тысяч областей с изменившейся яркостью, а также 222 новых метеоритных кратера. Интересно, что количество кратеров оказалось примерно на треть больше, чем предсказывали ранние оценки.
Эти результаты согласуются с данными, полученными миссиями «Аполлонов» — верхние 10-50 сантиметров реголита, проанализированные астронавтами, были гомогенизированы. Такой же результат дает радионуклидный анализ лунного грунта.
Верхний сыпучий слой лунного грунта — реголит — образовался в результате «космического выветривания»: воздействия радиации и бомбардировок микрометеоритами. В основном он состоит из таких минералов, как ильменит (FeTiO3), оливин ((MgFe)2[SiO4]) и различные алюмосиликаты. Впервые за последние 40 лет лунный грунт был исследован китайским луноходом «Юйту».
Владимир Королёв