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 Aitken[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 Аудио, фото и видео 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.

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][23][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[24], 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[25][26].

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)[27], 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[23][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[28]. 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[29]. 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[30].

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Garrick-Bethell, I.; Zuber, M. T. (2009). “Elliptical structure of the lunar South Pole-Aitken basin” (PDF). Icarus. 204 (2): 399—408. Bibcode:2009Icar..204..399G. DOI:10.1016/j.icarus.2009.05.032. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-04-01.
  2. 1 2 3 Sasaki, S.; Ishihara, Y.; Araki, H.; Noda, H.; Hanada, H.; Matsumoto, K.; Goossens, S.; Namiki, N.; Iwata, T.; Ohtake, M. (2010). “Structure of the Lunar South Pole-Aitken Basin from Kaguya (SELENE) Gravity/Topography” (PDF). 41st Lunar and Planetary Science Conference, held March 1-5, 2010 in The Woodlands, Texas. LPI Contribution No. 1533, p.1691. Bibcode:2010LPI....41.1691S.
  3. Pieters, C. M.; Gaddis, L.; Jolliff, B.; Duke, M. (2001). “Rock types of South Pole-Aitken basin and extent of basaltic volcanism” (PDF). Journal of Geophysical Research. 106 (E11): 28001—28022. Bibcode:2001JGR...10628001P. DOI:10.1029/2000JE001414. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-01-29. (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). Проверено 20 декабря 2014. Архивировано 25 декабря 2018 года.
  8. 1 2 3 Чикмачев В. И., Шевченко В. В. (1999). “Бассейн "Южный полюс - Эйткен" на первых снимках обратной стороны Луны” (PDF). Материалы Международного юбилейного симпозиума "Научные результаты космических исследований Луны".
  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. (1962). “Concentric Structures Surrounding Lunar Basins” (PDF). Communications of the Lunar and Planetary Laboratory. 1: 51—66. Bibcode:1962CoLPL...1...51H. Архивировано из оригинала (PDF) 2014-12-20.
  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. (1971). “Report on Lunar Nomenclature by The Working Group of Commission 17 of the IAU”. Space Science Reviews. 12 (2): 137, 179. Bibcode:1971SSRv...12..136M. DOI:10.1007/BF00171763.
  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. (1994). “Ancient Multiring Basins on the Moon Revealed by Clementine Laser Altimetry” (PDF). Science. 266 (5192): 1848—1851. Bibcode:1994Sci...266.1848S. DOI:10.1126/science.266.5192.1848. PMID 17737079. Архивировано из оригинала (PDF) 2010-11-29.
  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 (1974). “Apollo laser altimetry and inferences as to lunar structure”. Proc. Lunar Planet. Sci. Conf. 5: 3049—3058. Bibcode:1974LPSC....5.3049K.
  21. D. E. Stuart-Alexander (1978). “Geologic map of the central far side of the Moon”. U.S. Geological Survey. 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. 1 2 Potter, R. W. K.; Collins, G. S.; Kiefer, W. S.; McGovern, P. J.; Kring, D. A. (2012). “Constraining the size of the South Pole-Aitken basin impact” (PDF). Icarus. 220 (2): 730—743. Bibcode:2012Icar..220..730P. DOI:10.1016/j.icarus.2012.05.032. Архивировано из оригинала (PDF) 2014-12-21.
  24. По альтиметрическим данным Lunar Reconnaissance Orbiter, полученным через программу JMARS
  25. Shevchenko, V. V.; Chikmachev, V. I.; Pugacheva, S. G. (2007). “Structure of the South Pole-Aitken lunar basin” (PDF). Solar System Research. 41 (6): 447—462. Bibcode:2007SoSyR..41..447S. DOI:10.1134/S0038094607060019. Архивировано из оригинала (PDF) 2014-12-22. Проверено 2015-01-05.
  26. Hiesinger, H.; Head, J. W., III (2004). “Lunar South Pole-Aitken Impact Basin: Topography and Mineralogy” (PDF). 35th Lunar and Planetary Science Conference, March 15-19, 2004, League City, Texas, abstract no.1164. Bibcode:2004LPI....35.1164H.
  27. Noda, H.; Araki, H.; Tazawa, S.; Goossens, S.; Ishihara, Y. (2009). “KAGUYA(SELENE) Laser altimeter : one year in orbit” (PDF). EGU General Assembly 2009, held 19-24 April, 2009 in Vienna, Austria, p.3841. Bibcode:2009EGUGA..11.3841N. Архивировано из оригинала (PDF) 2014-12-24.
  28. P. Lucey and 12 coauthors (2006). “Understanding the lunar surface and space-Moon interactions”. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 60: 83—219. DOI:10.2138/rmg.2006.60.2.
  29. Hiesinger, H.; van der Bogert, C. H.; Pasckert, J. H.; Schmedemann, N.; Robinson, M. S.; Jolliff, B.; Petro, N. (2012). “South Pole-Aitken Basin: Crater Size-Frequency Distribution Measurements” (PDF). European Planetary Science Congress 2012, held 23-28 September, 2012 in Madrid, Spain. id. EPSC2012-832. Bibcode:2012espc.conf..832H. Архивировано из оригинала (PDF) 2014-12-15.
  30. 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]