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]. Тогда советские учёные предложили назвать эту область Море Юго-Западное, но имеющихся в то время данных было недостаточно, чтобы надёжно определить её строение[16]. В 1971 году близкие глубины были измерены (для северной части бассейна) и лазерным высотомером «Аполлона-15», а в 1972 — «Аполлона-16»[17]. В 1978 году Геологическая служба США опубликовала геологическую карту, охватывающую северную половину бассейна[18].

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][19][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[20], а его центр лежит на 53° ю. ш. 169° з. д. / 53° ю. ш. 169° з. д. / -53; -169 (Я)[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[21][22].

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)[23], 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[19][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[24]. 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[25]. 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[26].

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. 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.
  17. 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.
  18. D. E. Stuart-Alexander (1978). «Geologic map of the central far side of the Moon». U.S. Geological Survey I-1047.
  19. 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.
  20. По альтиметрическим данным Lunar Reconnaissance Orbiter, полученным через программу JMARS
  21. 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.
  22. 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.
  23. 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.
  24. 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.
  25. 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.
  26. 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]