Бассейн Южный полюс — Эйткен

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Бассейн Южный полюс — Эйткен
англ. South Pole–Aitken basin
Карта высот, основанная на данных аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (красное — возвышенности, синее — низменности)
Карта высот, основанная на данных аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (красное — возвышенности, синее — низменности)
53° ю. ш. 169° з. д. / 53° ю. ш. 169° з. д. / -53; -169Координаты: 53° ю. ш. 169° з. д. / 53° ю. ш. 169° з. д. / -53; -169
Небесное тело Луна
Диаметр 2400×2050[1] км
Тип Ударный
Наибольшая глубина 6000–8000[2][3] м
Бассейн Южный полюс — Эйткен (Луна)
Red pog.png
Бассейн Южный полюс — Эйткен
Commons-logo.svg Бассейн Южный полюс — Эйткен 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[править | править вики-текст]

Бассейн Южный полюс — Эйткен был впервые заснят (хотя и лишь частично и с низким качеством) уже первым космическим аппаратом, сфотографировавшим обратную сторону Луны, — «Луной-3» в 1959 году. На 4 её снимках бассейн видно как тёмное пятно, восточная часть которого скрыта за лимбом. В следующем году для него предложили название «Море Мечты» (Mare Desiderii) в честь аппарата «Луна-1» («Мечта»)[7][8][5][4]. Но МАС в 1961 году утвердил название Mare Ingenii — «Море Ума»[9][10].

В 1962 году появилась догадка, что горы на южном краю видимой стороны Луны, известные как горы Лейбница (позже это название было отменено[11]), — 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[9][12]. 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[13][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[11][14]; 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[15][14]. В 1971 году близкие глубины были измерены (для северной части бассейна) и лазерным высотомером «Аполлона-15», а в 1972 — «Аполлона-16»[16]. В 1978 году Геологическая служба США опубликовала геологическую карту, охватывающую северную половину бассейна[17].

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 возвышенности, 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 космические аппараты исследовали бассейн ещё детальнее.

Физические характеристики[править | править вики-текст]

Обратная сторона Луны. Потемнение внизу — бассейн Южный полюс — Эйткен

Бассейн Южный полюс — Эйткен является крупнейшей уверенно идентифицированной ударной структурой Луны и одной из крупнейших — Солнечной системы[1][18][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[19], а его центр лежит на 53° ю. ш. 169° з. д. / 53° ю. ш. 169° з. д. / -53; -169[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[20][21].

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)[22], 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[18][2].

Состав грунта этого бассейна, согласно данным миссий «Галилео», «Клементина» и «Лунный разведчик», отличается от состава поверхности возвышенностей. 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[23]. 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 вики-текст]

Возраст бассейна Южный полюс — Эйткен оценивают в 4,2–4,3 млрд лет[24]. 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[25].

Примечания[править | править вики-текст]

  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». Icarus 204 (2): 399–408. DOI:10.1016/j.icarus.2009.05.032. Bibcode2009Icar..204..399G.
  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». 41st Lunar and Planetary Science Conference, held March 1-5, 2010 in The Woodlands, Texas. LPI Contribution No. 1533, p.1691. Bibcode2010LPI....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». Journal of Geophysical Research 106 (E11): 28001–28022. DOI:10.1029/2000JE001414. Bibcode2001JGR...10628001P. (мини-версия, Bibcode2001LPI....32.1821P)
  4. 1 2 3 4 5 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 6 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.
  6. Petro Noah E. Surviving the heavy bombardment: Ancient material at the surface of South Pole-Aitken Basin // Journal of Geophysical Research. — 2004. — Vol. 109. — ISSN 0148-0227. — DOI:10.1029/2003JE002182. исправить
  7. Карта обратной стороны Луны (составлена по снимкам аппарата «Луна-3»). ЦНИИГАиК и ГАИШ (1960).
  8. Карта Луны / И. И. Катяев, В. А. Шишаков, В. А. Бронштэн (Всесоюзное астрономо-геодезическое общество). — М.: Наука, 1967. — С. 55, 59. — 64 с.
  9. 1 2 Hartmann W. K., Kuiper G. P. (1962). «Concentric Structures Surrounding Lunar Basins». Communications of the Lunar and Planetary Laboratory 1: 51–66. Bibcode1962CoLPL...1...51H.
  10. 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.
  11. 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. DOI:10.1007/BF00171763. Bibcode1971SSRv...12..136M.
  12. 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.
  13. Wilhelms D. Chapter 8. Pre-Nectarian System // Geologic History of the Moon. — 1987. — P. 145. — (United States Geological Survey Professional Paper 1348).
  14. 1 2 Чикмачев В. И., Шевченко В. В. (1999). «Бассейн "Южный полюс - Эйткен" на первых снимках обратной стороны Луны». Материалы Международного юбилейного симпозиума "Научные результаты космических исследований Луны".
  15. Spudis, P. D.; Reisse, R. A.; Gillis, J. J. (1994). «Ancient Multiring Basins on the Moon Revealed by Clementine Laser Altimetry». Science 266 (5192): 1848–1851. DOI:10.1126/science.266.5192.1848. PMID 17737079. Bibcode1994Sci...266.1848S.
  16. 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. Bibcode1974LPSC....5.3049K.
  17. D. E. Stuart-Alexander (1978). «Geologic map of the central far side of the Moon». U.S. Geological Survey I-1047.
  18. 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». Icarus 220 (2): 730–743. DOI:10.1016/j.icarus.2012.05.032. Bibcode2012Icar..220..730P.
  19. По альтиметрическим данным Lunar Reconnaissance Orbiter, полученным через программу JMARS
  20. Shevchenko, V. V.; Chikmachev, V. I.; Pugacheva, S. G. (2007). «Structure of the South Pole-Aitken lunar basin». Solar System Research 41 (6): 447–462. DOI:10.1134/S0038094607060019. Bibcode2007SoSyR..41..447S.
  21. Hiesinger, H.; Head, J. W., III (2004). «Lunar South Pole-Aitken Impact Basin: Topography and Mineralogy». 35th Lunar and Planetary Science Conference, March 15-19, 2004, League City, Texas, abstract no.1164. Bibcode2004LPI....35.1164H.
  22. Noda, H.; Araki, H.; Tazawa, S.; Goossens, S.; Ishihara, Y. (2009). «KAGUYA(SELENE) Laser altimeter : one year in orbit». EGU General Assembly 2009, held 19-24 April, 2009 in Vienna, Austria, p.3841. Bibcode2009EGUGA..11.3841N.
  23. 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.
  24. 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». European Planetary Science Congress 2012, held 23-28 September, 2012 in Madrid, Spain. id. EPSC2012-832. Bibcode2012espc.conf..832H.
  25. Wieczorek M. A., Weiss B. P., Stewart S. T. An Impactor Origin for Lunar Magnetic Anomalies // Science. — 2012. — Vol. 335, № 6073. — P. 1212–1215. — DOI:10.1126/science.1214773. исправить

Ссылки[править | править вики-текст]