Луна всегда обращена к Земле одним полушарием, а ее обратная, «темная» сторона долгое время оставалась тайной. Теперь, благодаря образцам, собранным в ходе китайской миссии Чанъэ-6, исследователи получили уникальную возможность подробно изучить характеристики этой области.
В 2023 году Китай запустил миссию Чанъэ-6 для исследования неизученной обратной стороны Луны. Зонд успешно доставил около 2000 граммов лунного грунта, собранного из бассейна Южный полюс — Эйткен, представляющего собой древнейший, самый глубокий и обширный ударный кратер. Этот район значительно отличается от видимой стороны Луны по рельефу, толщине коры и истории вулканической активности, что делает его чрезвычайно ценным для научных исследований.
Наличие различий между двумя полушариями Луны было установлено орбитальными исследованиями, однако лишь анализ физических образцов способен предоставить достоверные результаты. Различные теории, такие как кристаллизация лунного магматического океана и столкновения с астероидами, пытались объяснить эти различия, но ни одна из них не получила подтверждения. Несмотря на то, что с 1969 года, начиная с миссии Apollo 11, на Землю доставлялись образцы лунного грунта, ранее не было получено ни одного образца, взятого с обратной стороны Луны.
Гигантский древний кратер Бассейн Южный полюс — Эйткен на протяжении долгого времени привлекает интерес ученых. Ранее проведенные исследования указывают на то, что он сформировался примерно 4,25 миллиарда лет назад в результате столкновения, высвободившего энергию, эквивалентную триллионам атомных бомб. Однако влияние этого события на геологическое развитие Луны оставалось дискуссионным вопросом — до текущего момента.
На основе образцов, доставленных миссией Чанъэ-6, в журнале Nature были опубликованы четыре научные статьи. Каждое исследование посвящено отдельным аспектам истории Луны, таким как вулканизм, магнитное поле, наличие воды и состав мантии.
Анализ данных показал, что вулканическая активность на Луне продолжалась не менее 1,4 миллиарда лет – с 4,2 до 2,8 миллиарда лет назад. Это гораздо больше, чем предполагалось ранее. Согласно выводам китайских ученых, около 2,8 миллиарда лет назад произошло резкое увеличение интенсивности магнитного поля Луны, что свидетельствует о нестабильных изменениях в ее ядре. Основой для этих заключений послужил палеомагнитный анализ базальтовых образцов.
Анализ показал, что Луна обладает асимметричной структурой: на ее обратной стороне содержится значительно меньше воды, чем на видимой стороне, что свидетельствует о неравномерном распределении летучих веществ в ее внутреннем строении. Помимо этого, исследование базальта выявило, что мантия в данном районе характеризуется существенным дефицитом определенных элементов, что, скорее всего, обусловлено мощными столкновениями, которые в прошлом изменили ее состав.
В результате совместной работы ряда китайских научных учреждений, таких как Институт геологии и геофизики Китайской академии наук, Национальные астрономические обсерватории и Нанкинский университет, были проведены исследования. По словам профессора У Фуюаня, эти работы впервые содержат подробное описание долгосрочных геологических изменений, вызванных столкновением, произошедшим 4,5 миллиарда лет назад.
Вклад в изучение образцов был внесен каждой организацией. Первичный анализ физических, минералогических и геохимических характеристик грунта провели национальные астрономические обсерватории и их партнеры. Гуанчжоуский институт геохимии установил возраст вулканической активности, определенный как 2,8 миллиарда лет, и выявил его связь с существенным истощением мантии.
Согласно данным Института геологии и геофизики, кратер Южный полюс — Эйткен возник приблизительно 4,25 миллиарда лет назад, что позволяет использовать его как ориентир при исследовании других, более ранних столкновений в Солнечной системе.