Рання історія Місяця залишається предметом активного вивчення, і нові вимірювання місячних порід допомагають уточнити хронологію його формування та еволюції.
Дослідження, проведене Ніколасом Дофасом (Nicolas Dauphas) з Університету Чикаго, показує, що Місяць остаточно застиг близько 4,43 мільярда років тому. Саме в цей період Земля почала набувати умов, сприятливих для життя. Команда науковців проаналізувала місячні породи, зібрані під час місій «Аполлона», використовуючи співвідношення певних хімічних елементів, щоб визначити часові межі його охолодження.
Первісний Місяць сформувався внаслідок гігантського зіткнення між молодою Землею та великим космічним тілом, імовірно, Теею. Цей катаклізм призвів до утворення величезного розплавленого тіла, яке поступово охолоджувалося та диференціювалося на шари. Майже 99% океану місячної магми кристалізувалося, залишаючи після себе залишкову рідину під назвою KREEP – збагачену калієм (K), рідкоземельними елементами (REE) та фосфором (P).
Аналіз KREEP у породах Аполлона дозволив визначити, що цей шар сформувався приблизно через 140 мільйонів років після народження Сонячної системи. Дослідники сподіваються знайти його також у зразках із басейну Південний полюс – Айткен, що може підтвердити його рівномірний розподіл по місячній поверхні. Саме цей регіон досліджуватимуть майбутні астронавти місії «Артеміда».
Ключову роль у визначенні віку KREEP відіграє рідкоземельний елемент лютецій, який з часом розпадається, перетворюючись на гафній. Цей процес допомагає датувати місячні породи. Команда Дофаса виміряла співвідношення лютецію та гафнію в зразках і порівняла їх із метеоритами. Це дозволило встановити, що остаточна кристалізація океану місячної магми відбулася близько 4,43 мільярда років тому.
«Нам знадобилися роки, щоб розробити ці методи, але ми отримали дуже точну відповідь на питання, яке довгий час було суперечливим», – зазначив Дофас.
Отримані результати свідчать, що період кристалізації магматичного океану Місяця збігся з інтенсивним метеоритним бомбардуванням. У цей час залишки протопланетних тіл, що не увійшли до складу великих планет, стикалися з новоствореними небесними тілами, у тому числі з Місяцем.
Формування Місяця, ймовірно, почалося через 60 мільйонів років після утворення Сонячної системи. Гігантське зіткнення із Теею спричинило викид розплавлених уламків, які злилися у сферичне тіло, що оберталося навколо Землі.
«Ми повинні уявити собі велику кулю магми, що плаває в космосі навколо Землі», – пояснює Дофас.
Подальше охолодження та диференціація Місяця призвели до формування KREEP, а також до утворення інших геологічних структур, таких як кобилячі базальти. Вони виникли внаслідок потужних зіткнень, що викликали викид лави та заповнення ударних басейнів. Вважається, що ці події відбулися приблизно через 240 мільйонів років після народження Сонячної системи.
Дослідження історії охолодження Місяця має важливе значення не лише для розуміння його геології, а й для вивчення ранньої історії Землі. Якщо удар, що створив Місяць, став останнім великим зіткненням нашої планети, він міг визначити початок її стабілізації. Це, у свою чергу, могло сприяти появі умов, придатних для зародження життя.
«Цей висновок добре узгоджується з іншими доказами – це чудове місце для вивчення Місяця, оскільки ми готуємося до отримання нових знань про нього з місій “Чан’е” та “Артеміди”», – наголошує Дофас. Очікується, що подальші дослідження зразків, зібраних із басейну Південний полюс – Айткен, допоможуть ще точніше визначити етапи охолодження Місяця та його геологічну історію.
