Супервулканы. Неожиданная правда о самых загадочных геологических образованиях Вселенной - Робин Джордж Эндрюс

Снейп, «внутренняя область Солнечной системы все еще была разорвана в клочья». Массивные и быстрые метеориты падали на Луну с такой силой, что при столкновении лунная порода плавилась. Возраст этой породы, называемой ударным расплавом (она не имеет отношения к лавовым морям, которые мы называем maria), позволяет ученым определить давность столкновений. Образцы «Аполлона» свидетельствуют о том, что лунные бассейны, в которых находятся лунные моря, были образованы от 4 до 3,8 миллиарда лет назад, в течение 200 миллионов лет, когда происходила игра в планетарный пинбол – так называемая последняя метеоритная бомбардировка, или лунный катаклизм.

Трудно передать словами поразительные масштабы этих столкновений. Могут помочь цифры. Один из последних ударов нанес камень размером с Нью-Джерси, весом 25 тысяч триллионов тонн и скоростью 83 тысячи километров в час. Энергия, высвобожденная при взрыве, на много порядков превышает мощность любого ядерного оружия на Земле. Метеорит врезался в Луну под углом, обломки разлетелись по всей лунной поверхности, вырезая гигантские борозды, словно пули в желе. Если бы вы в тот момент стояли на Земле, то увидели бы мощнейшую вспышку света, за которой последовало бы облако пыли и каменных снарядов, бьющих на огромные расстояния. Метеоры каскадами падали через атмосферу планеты, оставляя в небе огненные полосы. Когда все было кончено, удар оставил в лунной коре дыру в семь раз шире, чем кратер от астероида, врезавшегося в Землю 66 миллионов лет назад.

Тот факт, что в этих огромных бассейнах находятся моря, – не просто совпадение. Возможно, эти удары проделали удобные углубления, которые впоследствии заполнили потоки лавы.

Но некоторые задаются вопросом, не раскололи ли столкновения кору, в результате чего магма, когда-то находившаяся под землей, вырвалась наружу и изверглась в бассейны. Кроме того, в результате столкновений кора истончилась, и мягкая мантия, залегавшая ниже, освободилась от значительной части давления. Как предполагают некоторые ученые, произошла сильная декомпрессия, твердая порода расплавилась, и образовалось огромное количество магмы. Начались мощные извержения, а в результате появились лавовые моря [11].

Звучит достаточно просто. Но Майкл Сори, планетолог из Университета Пердью, утверждает: идея, что вулканизм был вызван ударами метеоритов и декомпрессией – весьма неоднозначная. «По этому вопросу многие ученые не соглашаются друг с другом и яростно спорят», – говорит он, приводя в пример обмен язвительными письмами, потрясание кулаками и закатывание глаз.

Проблема в том, что лунные моря припозднились. Многие из них на несколько сотен миллионов лет моложе бассейнов, в которых они появились, что означает, что они извергались гораздо позже образования кратеров. Как если бы в кого-то выстрелили, но кровь полилась из раны только через несколько месяцев. «Как это так, Луна?» – спрашивает Мориарти.

Одна из трудностей заключается в том, что точно известен возраст образования только одного бассейна, Имбриума, в котором находится Море Дождей. На основании образцов, взятых с берегов Моря Дождей экипажем «Аполлона-15», ученые установили его возраст – 3,9 миллиарда лет. Другие экипажи «Аполлонов» также брали пробы из других бассейнов, но они, возможно, собирали обломки, разбросанные по лунной поверхности в результате мощного удара, который и привел к появлению Имбриума. Вероятно, материалы, которые мы считаем образцами из отдельных бассейнов, на самом деле происходят из одного источника. Если это так, то мы не знаем, когда сформировались другие бассейны. А не зная этого, мы не можем понять, действительно ли существовал огромный промежуток времени между формированием бассейнов и лавовых морей.

Столкновения и потоки лавы сформировали лицо Луны, но «мы даже не знаем, происходило ли все это одновременно», как говорит Мориарти. Как если бы вы пришли домой и обнаружили, что ваша собака уничтожила диванные подушки, туалетную бумагу, пульт от телевизора и несколько книг. Вы не знаете, какой из этих жестоких актов разрушения произошел первым, а какой последним.

Можно ли объяснить лавовые моря другой причиной – радиацией? Одним из последних, что затвердело в океане магмы, были породы, обогащенные материалом с дурацким названием KREEP: это калий (элемент K в периодической таблице), куча странных соединений, названных редкоземельными элементами (REE), и фосфор (P). Несколько радиоактивных элементов, остающихся в расплавленном супе до самого конца, – например, уран и торий – слипаются вместе с этим KREEP. В результате бурного распада эти радиоактивные элементы выделяют много тепла. Мощный сигнал радиоактивного распада тория можно обнаружить с орбиты. Составив карту присутствия тория, ученые смогли выяснить, где на лунной поверхности появился KREEP.

Эволюция лунного магматического океана должна была привести к более или менее равномерному распределению этого материала по поверхности. Но ученые обнаружили, что в основном он сконцентрирован в одной части Луны – внутри и вокруг Моря Дождей [12]. Другими словами, эта материя, излучающая тепло, чаще появляется вблизи тех мест, где сосредоточены огромные лавовые моря – на видимой стороне Луны. Такая взаимосвязь не лишена смысла. Больше радиоактивности – больше тепла, а значит, больше плавления, а значит, и больше лавы, которая извергалась в крупные ударные бассейны.

Но почему материал KREEP проявляется только на поверхности ближней стороны Луны, остается лишь догадываться. На самом деле эту сторону предпочитают не только лунные моря и радиоактивные материалы. Все это – часть большой лунной загадки: почти во всех отношениях видимая сторона Луны не похожа на обратную. И если мы не сможем понять почему, то все наши попытки выяснить, как Луна создала свои maria, будут заведомо провальными.

Со временем гравитационное притяжение Земли к Луне изменило вращение нашего партнера по танцам. В итоге Луна вращается с такой скоростью, что только одна ее сторона всегда обращена к Земле. Если вы не страдаете ликантропией, я предлагаю вам выйти на улицу и посмотреть на полную Луну. Видите эти светлые участки? Это лунные возвышенности. Темные участки – это лавовые моря. Вы можете легко заметить, что именно они занимают значительную часть ближней стороны.

Мы не можем увидеть его своими глазами, но космические телескопы показывают нам совершенно другой мир на обратной стороне Луны: полный кратеров, но светлый, изредка припорошенный осколками коры и метеоритами, выброшенными при столкновениях. Там тоже есть лунные моря [13], но подавляющее их большинство находится на видимой стороне. И различия не только поверхностные. Данные GRAIL показывают, что кора на ближней стороне тонкая, иногда вдвое тоньше, чем на обратной.

«Будто две разные планеты», – говорит Мориарти. И никто не знает, почему так случилось.

Во время видеозвонка я прошу Трейси Грегг объяснить причину, и она разводит руками. Грегг – специалистка по планетарной вулканологии в Колледже искусств и наук Университета Буффало. На ее лекциях я бы с удовольствием присутствовал