Бассейн Южный полюс — Эйткен

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Бассейн Южный полюс — Эйткен
англ. South Pole–Aitken basin
South Pole–Aitken basin (GLD100).png
Карта высот, основанная на данных аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (красное — возвышенности, синее — низменности)
Характеристики
Диаметр2400×2050[1] км
ТипУдарный 
Наибольшая глубина6000–8000[2][3] м
Название
ЭпонимЮжный полюс Луны и Эйткен[d]
Расположение
53° ю. ш. 169° з. д. / 53° ю. ш. 169° з. д. / -53; -169G
Небесное телоЛуна 
Луна
Red pog.png
Бассейн Южный полюс — Эйткен
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Бассейн Южный полюс — Эйткен[4] — самый большой известный кратер Луны. Расположен на юге обратной стороны. Имеет размер 2400×2050 км[1], что делает его одним из крупнейших кратеров всей Солнечной системы[4][5]. Это глубочайшая и старейшая известная ударная структура Луны[1][6]. Глубина бассейна достигает 8 км, а полный интервал высот (от глубочайших точек дна до высочайших точек вала) — 16,1 км[5]. Его край виден с Земли как горная цепь, расположенная у южного лимба Луны («горы Лейбница»)[1]. Поверхность бассейна выделяется тёмным цветом[4].

Бассейн Южный полюс — Эйткен назван по именам двух объектов на его противоположных сторонах: южного полюса Луны и кратера Эйткен. Это рабочее название[4]; официального (утверждённого МАС) названия у этого объекта нет.

Открытие и исследование[править | править код]

Бассейн Южный полюс — Эйткен был впервые заснят (хотя лишь частично и с низким качеством) уже первым космическим аппаратом, сфотографировавшим обратную сторону Луны, — «Луной-3» в 1959 году. На 4 снимках[7] аппарата бассейн виден как тёмное пятно, восточная часть которого скрыта за лимбом[8]. В 1960 году на основе этих снимков составили карту[9], где эта тёмная область получила название «Море Мечты» (More Mechty) в честь «Луны-1» («Мечты»)[10]. В том же году комиссия АН СССР опубликовала латинский вариант этого названия — Mare Desiderii[11]. Другим возможным переводом было бы Mare Somniorum, но это создавало бы путаницу с Озером Сновидений (Lacus Somniorum)[12]. В итоге Международный астрономический союз в 1961 году по предложению Марсела Миннарта утвердил название Mare Ingenii — «Море Ума»[13][14].

Горный хребет на северном краю бассейна. Снимок «Аполлона-8», 1968.

В 1962 году Уильям Хартманн[en] и Джерард Койпер предположили, что горы на южном краю видимой стороны Луны, известные как горы Лейбница (позже это название было отменено[15]), — это часть кольцевого вала, окружающего это море (аналогично другим горным хребтам Луны, окружающим различные моря). Таким образом, оно, как и большинство лунных морей, лежит в огромном кратере[13][16]. Позже подтвердилось, что эти горы тянутся вдоль южного края данного бассейна[1]. В 1968 году астронавты «Аполлона-8» сфотографировали хребты на северном краю бассейна, но их связь с ним была обнаружена лишь потом[17][1].

В конце 1960-х аппараты серии Lunar Orbiter выполнили глобальное фотографирование Луны, но при интерпретации их снимков этот разрушенный бассейн без сплошного лавового покрова и резких границ не обнаружили. Поэтому в 1971 году название Mare Ingenii перенесли на намного меньший объект в пределах бассейна[15][8]; на него перешло и русское название «Море Мечты».

Первые данные о рельефе бассейна были получены аппаратами «Зонд-6» (1968) и «Зонд-8» (1970). Исследования лунного лимба на их снимках обнаружили в этом районе впадину диаметром >2000 км и глубиной до 5–7 км[18][8]. Тогда советские учёные предложили назвать эту область Море Юго-Западное, но имеющихся в то время данных было недостаточно, чтобы надёжно определить её строение[19]. В 1971 году близкие глубины были измерены (для северной части бассейна) и лазерным высотомером «Аполлона-15», а в 1972 — «Аполлона-16»[20]. В 1978 году Геологическая служба США опубликовала геологическую карту, охватывающую северную половину бассейна[21].

О бассейне было известно очень мало до 1990-х годов, когда Луну посетили космические аппараты «Галилео» (пролётом) и «Клементина» (долговременные исследования с орбиты). Многозональная съёмка, выполненная этими аппаратами, показала, что поверхность этого бассейна содержит больше FeO и TiO2, чем лунные материки, и поэтому более тёмная. Позже состав поверхности был уточнён с помощью гамма-спектрометра на борту Lunar Prospector. Первая карта высот для большей части бассейна была построена благодаря «Клементине» — по данным высотомера и стереосъёмки. Впоследствии другие орбитальные аппараты исследовали бассейн ещё детальнее.

3 января 2019 года в лежащем внутри бассейна кратере Карман совершил посадку аппарат «Чанъэ-4»[22], что стало первой посадкой на обратной стороне Луны.

В 2019 году планетологи из миссий Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) и Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) объявили об обнаружении под бассейном Южного полюса — Эйткена гравитационной аномалии, вызванной, возможно, застрявшим в мантии Луны 4 млрд лет назад железоникелевым ядром астероида-импактора. Масса аномалии оценивается примерно в 2,18×1018 кг и, вероятно, распространяется на глубину более 300 км[23][24].

Физические характеристики[править | править код]

Обратная сторона Луны (мозаика снимков LRO). Потемнение внизу — бассейн Южный полюс — Эйткен.

Бассейн Южный полюс — Эйткен является крупнейшей уверенно идентифицированной ударной структурой Луны и одной из крупнейших — Солнечной системы[1][25][2].

Этот бассейн заметно вытянут с севера на юг (точнее, по азимуту 19°W)[1]. Он простирается от 16° ю. ш. до южного полюса и заходит ещё на 5° на видимую сторону[26], а его центр лежит на 53° ю. ш. 169° з. д. / 53° ю. ш. 169° з. д. / -53; -169G[1] Это примерно эллиптическая впадина с размытыми границами, внутри которой различают ещё одну подобную впадину. Внешняя имеет размер 2400×2050 км, а внутренняя — 1940×1440 км; их центры и направления вытянутости хорошо совпадают. Им хорошо соответствуют по форме и области повышенной концентрации железа и тория[1]. Но сильная разрушенность бассейна мешает точно определить его размер, и есть другие оценки размеров, положения центра и даже количества его колец[27][28].

Бассейн Южный полюс — Эйткен покрыт множеством более молодых кратеров, в том числе очень больших (>300 км): Аполлон, Планк, Пуанкаре, Шрёдингер, бассейн Моря Мечты[5].

В пределах бассейна Южный полюс — Эйткен находится самая низкая точка поверхности Луны (−8,81 км относительно среднего уровня, на дне маленького безымянного кратера в кратере Антониади)[29], а на его северо-восточном краю — очень высокая местность (+8,16 км, около кратера Доплер)[5]. Его средняя глубина относительно среднего уровня лунной поверхности равна −2,34 км[5]. Толщина лунной коры в области бассейна, по-видимому, меньше обычной, поскольку при образовавшем его столкновении было выброшено очень много материала. По данным анализа лунной топографии и гравитационного поля, толщина коры в центральной части этого бассейна — около 30 км, тогда как в его окрестностях — 60–80 км, а в среднем для Луны — около 50 км[25][2].

Состав грунта этого бассейна, согласно данным миссий «Галилео», «Клементина» и «Лунный разведчик», отличается от состава поверхности материков. Важно, что образцов сходного состава нет ни среди доставленных миссиями «Аполлон» и станциями «Луна», ни среди метеоритов, идентифицированных как лунные. Данные с орбитальных аппаратов показывают, что на дне этого бассейна повышено содержание железа, титана и тория. В терминах минералогии оно намного богаче пироксенами (клинопироксеном и ортопироксеном), чем окружающие нагорья, где много анортозита[30]. Есть несколько объяснений таких особенностей состава. Согласно одному из них, здесь было обнажено вещество нижней коры (или даже мантии), которая богаче железом, титаном и торием, чем верхняя кора. По другой версии, на дно бассейна когда-то изливалась богатая железом базальтовая лава (как в лунных морях). Возможно, отчасти верны обе версии. Существует предположение, что некоторый вклад в особенности состава поверхности этого бассейна могла внести дифференциация ударного расплава. Решению вопроса о происхождении этих особенностей помогла бы доставка образцов.

Происхождение[править | править код]

Возраст бассейна Южный полюс — Эйткен оценивают в 4,2–4,3 млрд лет[31]. Он образовался вследствие удара огромной силы. Моделирование удара по близкой к вертикальной траектории показывает, что немалое количество вещества должно было быть выброшенным с глубин до 200 километров — из мантии. Однако наблюдения не говорят в пользу мантийного состава для поверхности этого бассейна. Его дно, вероятно, всё же покрыто корой (хотя и уменьшенной толщины). Это указывает на то, что бассейн был сформирован не типичным ударом на большой скорости, а ударом на малой скорости и под малым углом (около 30 градусов или меньше), который благодаря таким параметрам не затронул большие глубины. Признаком этого служит высокое поднятие на северо-восточном краю данного бассейна, которое может быть сложено выбросами от удара такого рода[32].

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Garrick-Bethell, I.; Zuber, M. T. Elliptical structure of the lunar South Pole-Aitken basin (англ.) // Icarus : journal. — 2009. — Vol. 204, no. 2. — P. 399—408. — DOI:10.1016/j.icarus.2009.05.032. — Bibcode2009Icar..204..399G. Архивировано 1 апреля 2013 года.
  2. 1 2 3 Sasaki, S.; Ishihara, Y.; Araki, H.; Noda, H.; Hanada, H.; Matsumoto, K.; Goossens, S.; Namiki, N.; Iwata, T.; Ohtake, M. Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin from Kaguya (SELENE) Gravity/Topography (англ.) // 41st Lunar and Planetary Science Conference, held March 1-5, 2010 in The Woodlands, Texas. LPI Contribution No. 1533, p.1691 : journal. — 2010. — Bibcode2010LPI....41.1691S.
  3. Pieters, C. M.; Gaddis, L.; Jolliff, B.; Duke, M. Rock types of South Pole-Aitken basin and extent of basaltic volcanism (англ.) // Journal of Geophysical Research : journal. — 2001. — Vol. 106, no. E11. — P. 28001—28022. — DOI:10.1029/2000JE001414. — Bibcode2001JGR...10628001P. Архивировано 29 января 2013 года. (мини-версия, Bibcode2001LPI....32.1821P)
  4. 1 2 3 4 Чикмачев В. И. 3.10. Гигантский кратер на обратной стороне Луны // Путешествия к Луне / Ред.-сост. В. Г. Сурдин. — Москва: Физматлит, 2009. — С. 150—154. — 512 с. — ISBN 978-5-9221-1105-8.
  5. 1 2 3 4 5 Литвин П. В., Родионова Ж. Ф., Шевченко В. В., Суетова И. А. Гипсометрические особенности бассейна «Южный полюс - Эйткен» на Луне // Труды международной конференции «ИНТЕРКАРТО 8». — Санкт-Петербург, 2002. — С. 411—414. Архивировано 29 сентября 2014 года.
  6. Petro Noah E. Surviving the heavy bombardment: Ancient material at the surface of South Pole-Aitken Basin // Journal of Geophysical Research. — 2004. — Т. 109, № E6. — ISSN 0148-0227. — DOI:10.1029/2003JE002182. [исправить]
  7. Luna 3: NSSDC Image Catalog. NASA (29 апреля 2003). Дата обращения 20 декабря 2014. Архивировано 25 декабря 2018 года.
  8. 1 2 3 Чикмачев В. И., Шевченко В. В. Бассейн "Южный полюс - Эйткен" на первых снимках обратной стороны Луны (рус.) // Материалы Международного юбилейного симпозиума "Научные результаты космических исследований Луны" : журнал. — 1999.
  9. Карта обратной стороны Луны (составлена по снимкам аппарата «Луна-3»). ЦНИИГАиК и ГАИШ (1960). Архивировано 6 января 2014 года.
  10. Shingareva K., Burba G. The lunar nomenclature: The reverse side of the moon (1961-1973). Transl. of "Lunnaya Nomenklatura: Obratnaya Storona Luny 1961-1973", Acad. of Sci. of the USSR, Moscow, "Nauka" press, 1977, pp. 1-56. — NASA (technical memorandum TM-75035), 1977. — P. 18. — 50 p.
  11. Карта Луны / И. И. Катяев, В. А. Шишаков, В. А. Бронштэн (Всесоюзное астрономо-геодезическое общество). — М.: Наука, 1967. — С. 55, 59. — 64 с.
  12. Transactions of the IAU Vol. XI B. Proceedings of the 11th General Assembly (Berkeley, 1961) / Ed. D.H. Sadler. — Berkeley, USA, 1961. — P. 234. (постановления, выписки).
  13. 1 2 Hartmann W. K., Kuiper G. P. Concentric Structures Surrounding Lunar Basins (неизв.) // Communications of the Lunar and Planetary Laboratory. — 1962. — Т. 1. — С. 51—66. — Bibcode1962CoLPL...1...51H. Архивировано 20 декабря 2014 года.
  14. Whitaker E. A. Mapping and Naming the Moon: A History of Lunar Cartography and Nomenclature. — Cambridge University Press, 2003. — P. 232, 233. — 264 p. — ISBN 9780521544146.
  15. 1 2 Menzel, D. H.; Minnaert, M.; Levin, B.; Dollfus, A.; Bell, B. Report on Lunar Nomenclature by The Working Group of Commission 17 of the IAU (англ.) // Space Science Reviews : journal. — 1971. — Vol. 12, no. 2. — P. 137, 179. — DOI:10.1007/BF00171763. — Bibcode1971SSRv...12..136M.
  16. Wilhelms D. E. Chapter 13: The Best-Laid Plans 1970 // To a Rocky Moon. — The University of Arizona Press, 1993. — P. 244. — 477 p. — ISBN 0-8165-1065-2.
  17. Wilhelms D. Chapter 8. Pre-Nectarian System // Geologic History of the Moon. — 1987. — P. 145. — (United States Geological Survey Professional Paper 1348).
  18. Spudis, P. D.; Reisse, R. A.; Gillis, J. J. Ancient Multiring Basins on the Moon Revealed by Clementine Laser Altimetry (англ.) // Science : journal. — 1994. — Vol. 266, no. 5192. — P. 1848—1851. — DOI:10.1126/science.266.5192.1848. — Bibcode1994Sci...266.1848S. — PMID 17737079. Архивировано 29 ноября 2010 года.
  19. Бережной А. А., Сурдин В. Г. 3.5.2. "Клементина" и "Лунар Проспектор" исследуют Луну // Солнечная система / Ред.-сост. В. Г. Сурдин. — Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2008. — С. 88—93. — 400 с. — ISBN 978-5-9221-0989-5.
  20. W. M. Kaula, G. Schubert, R. E. Lingenfelter, W. L. Sjogren, W. R. Wollenhaupt. Apollo laser altimetry and inferences as to lunar structure (англ.) // Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. : journal. — 1974. — Vol. 5. — P. 3049—3058. — Bibcode1974LPSC....5.3049K.
  21. D. E. Stuart-Alexander. Geologic map of the central far side of the Moon (неизв.) // U.S. Geological Survey. — 1978. — Т. I—1047.
  22. Davis J. China successfully lands Chang'e-4 on far side of Moon. The Planetary Society (2 января 2019). Архивировано 4 января 2019 года.
  23. Peter B. James, David E. Smith, Paul K. Byrne, Jordan D. Kendall, H. Jay Melosh, Maria T. Zuber. Deep Structure of the Lunar South Pole‐Aitken Basin, 05 April 2019
  24. An 'Anomaly' the Size of Hawaii Is Buried Beneath the Moon's Biggest Crater
  25. 1 2 Potter, R. W. K.; Collins, G. S.; Kiefer, W. S.; McGovern, P. J.; Kring, D. A. Constraining the size of the South Pole-Aitken basin impact (англ.) // Icarus : journal. — 2012. — Vol. 220, no. 2. — P. 730—743. — DOI:10.1016/j.icarus.2012.05.032. — Bibcode2012Icar..220..730P. Архивировано 21 декабря 2014 года.
  26. По альтиметрическим данным Lunar Reconnaissance Orbiter, полученным через программу JMARS
  27. Shevchenko, V. V.; Chikmachev, V. I.; Pugacheva, S. G. Structure of the South Pole-Aitken lunar basin (неизв.) // Solar System Research. — 2007. — Т. 41, № 6. — С. 447—462. — DOI:10.1134/S0038094607060019. — Bibcode2007SoSyR..41..447S. Архивировано 22 декабря 2014 года. Архивная копия от 22 декабря 2014 на Wayback Machine
  28. Hiesinger, H.; Head, J. W., III. Lunar South Pole-Aitken Impact Basin: Topography and Mineralogy (англ.) // 35th Lunar and Planetary Science Conference, March 15-19, 2004, League City, Texas, abstract no.1164 : journal. — 2004. — Bibcode2004LPI....35.1164H.
  29. Noda, H.; Araki, H.; Tazawa, S.; Goossens, S.; Ishihara, Y. KAGUYA(SELENE) Laser altimeter : one year in orbit (неизв.) // EGU General Assembly 2009, held 19-24 April, 2009 in Vienna, Austria, p.3841. — 2009. — Bibcode2009EGUGA..11.3841N. Архивировано 24 декабря 2014 года.
  30. P. Lucey and 12 coauthors. Understanding the lunar surface and space-Moon interactions (англ.) // Reviews in Mineralogy and Geochemistry : journal. — 2006. — Vol. 60. — P. 83—219. — DOI:10.2138/rmg.2006.60.2.
  31. Hiesinger, H.; van der Bogert, C. H.; Pasckert, J. H.; Schmedemann, N.; Robinson, M. S.; Jolliff, B.; Petro, N. South Pole-Aitken Basin: Crater Size-Frequency Distribution Measurements (англ.) // European Planetary Science Congress 2012, held 23-28 September, 2012 in Madrid, Spain. id. EPSC2012-832 : journal. — 2012. — Bibcode2012espc.conf..832H. Архивировано 15 декабря 2014 года.
  32. Wieczorek Mark A., Weiss Benjamin P., Stewart Sarah T. An Impactor Origin for Lunar Magnetic Anomalies // Science. — 2012. — 8 марта (т. 335, № 6073). — С. 1212—1215. — ISSN 0036-8075. — DOI:10.1126/science.1214773. [исправить]

Ссылки[править | править код]