Что кратеры на Луне могут рассказать нам о Земле и нашей Солнечной системе

У столкновений с астероидами здесь, на Земле, дурная репутация - это знаковая победа динозавров в связях с общественностью, - но именно Луна действительно несет на себе шрамы жизни в нашем грязном районе.

Это потому, что у Земли есть арсенал сил, которые медленно изнашивают кратеры, оставленные ударами. И это расстраивает ученых, которые хотят лучше понять, как вокруг нашей Солнечной системы летят обломки. Итак, новое исследование использует рябую лунную поверхность, чтобы проследить историю того, как вещи врезались как в нашу Луну, так и на Землю, и обнаруживают признаки того, что около 290 миллионов лет назад наши окрестности стали намного более беспорядочными.



«Это классное исследование, в котором рассказывается о нашей динамической солнечной системе, и хорошо, что оно там есть», - сказал demokratija.eu Николь Зеллнер, физик из колледжа Альбион в Мичигане, который не участвовал в новом исследовании. «Это заставит людей задуматься и протестировать это, так что это захватывающе». [Как образовалась Луна: 5 диких лунных теорий]

Земля и Луна находятся достаточно близко в масштабе Солнечной системы, поэтому случайные астероиды должны врезаться в каждый примерно с одинаковой частотой. (Земля может привлечь еще нескольких из-за своей более сильной гравитации, и Земля, вероятно, получит больше ударов из-за своей большей площади поверхности - но с точки зрения удара на квадратную милю они должны быть примерно такими же.)

Ученые идентифицировали всего около 180 ударных кратеров здесь, на Земле, по сравнению с сотнями тысяч кратеров. лунные ударные кратеры . Земля стирает их ветрами и дождями, океанами и тектоникой плит. «Луна идеально подходит для изучения кратеров», - сказала demokratija.eu Сара Мазруэй, планетолог, руководившая новым исследованием во время докторантуры в Университете Торонто. «Все остается там».

Изображение Луны и ее более крупных и молодых кратеров.

Изображение Луны и ее более крупных и молодых кратеров.(Изображение предоставлено д-ром А. Паркер, Юго-Западный научно-исследовательский институт)

Но чтобы проследить историю столкновений, ученым нужно было не только идентифицировать кратеры, но и оценивать их возраст. А на Луне это намного сложнее, чем на Земле, поскольку геологи в настоящее время не могут напрямую исследовать лунные кратеры.

Таким образом, команда, стоящая за новым исследованием, остановилась на одном, возможно, удивительном измерении: насколько хорошо близлежащие скалы сохраняют тепло в течение долгой холодной лунной ночи. Это может показаться ужасно случайным измерением. Но когда большой ударник ударяет по Луне, он выкапывает кратер и засыпает окружающий ландшафт валунами, добытыми из этого материала. Со временем эти камни поражаются более мелкими ударными элементами, которые разбивают их на более мелкие и мелкие породы, которые в конечном итоге становятся пыльным реголитом, поэтому команда утверждала, что более старые кратеры будут окружены более мелкими породами, а молодые кратеры - более крупными.

Затем, когда этот ландшафт переходит от 14-дневного лунного дня к 14-дневной лунной ночи, температура изменяется с разной скоростью. «Идея состоит в том, что большие камни могут удерживать тепло в течение ночи, тогда как реголит или песок теряют тепло», - сказал Мазруэй. «По мере того, как кратеры стареют, они становятся менее каменистыми». В свою очередь, они быстрее остывают.

Итак, Мазруей и ее коллеги изучили данные тепловизионного изображения с прибора под названием Diviner на борту лунного разведывательного орбитального аппарата НАСА, который вращается вокруг Луны с 2009 года. Команда идентифицировала 111 отдельных кратеров, которым, как они знали, были менее 1 миллиарда лет, проанализированы. их тепловые сигнатуры и, используя модель того, как быстро распадаются лунные валуны, оценили их возраст.

Результат показал интригующую закономерность: всплеск частоты столкновений около 290 миллионов лет назад, когда количество кратеров, похоже, увеличилось более чем вдвое. Это может означать, что что-то существенное изменилось в нашей Солнечной системе примерно в то время - возможно, как предполагает команда, большой космический камень в пояс астероидов разбиваясь и сближаясь с Землей и Луной. И сравнивая кратеры, о которых мы знаем здесь, на Земле, с их результатами, команда видит аналогичные закономерности, предполагая, что ученые обнаружили довольно репрезентативную, хотя и небольшую, коллекцию кратеров.

Не все уверены. «Результаты интригуют, но я думаю, что фактическая поддержка этих выводов довольно слабая», - сказал demokratija.eu Джей Мелош, планетолог из Университета Пердью, который не участвовал в новом исследовании. В частности, ему не нравится модель дезинтеграции валунов, которую они использовали - он считает, что она не учитывает должным образом, как этот процесс ускоряется по мере того, как камни становятся меньше. И он не видит достаточно кратеров Земли, чтобы поддерживать надежный статистический анализ; его беспокоит, что они работают со слишком маленькой выборкой. [ Луна: 10 удивительных фактов о Луне ]

«Это не значит, что это неправильно, но это также не значит, что это правильно - мы просто не знаем», - сказал Мелош. «Это благородная попытка пойти немного дальше, чем поддержка данных».

Зеллнер понимает, насколько сложно изучать лунные кратеры: она работала с каплями стекла, созданными в результате ударов и перенесенных на Землю в образцах, собранных астронавтами Аполлона. Но датировать это стекло по-прежнему сложно даже при использовании лабораторных технологий, и все образцы взяты с небольшого участка поверхности Луны. Данные орбитального аппарата помещают ученых на большее расстояние, но покрывают всю лунную поверхность - ни один из методов не идеален.

«Мы делаем все, что в наших силах, с тем, что у нас есть сейчас», - сказал Зеллнер. «Это ведь наука? Мы высказываем идеи, а затем находим способы их проверить, и идея либо выдерживает испытание временем, либо нет ».

И все трое ученых предложили убедительные причины, почему стоит провести работу по выяснению истории столкновений с Луной. Во-первых, конечно, это эгоистичный подход: кратеры на Земле могут иметь неприятные побочные эффекты.

«Все заинтересованы в скорости образования кратеров на Земле, потому что мы не хотим заканчивать, как динозавры», - сказал Мелош. Катастрофические последствия удара уничтожили ошеломляющий три из четырех видов живыми в то время, хотя вымирание оставило много места для процветания нашим собственным предкам-млекопитающим. «Мы должны поблагодарить наш счастливый метеорит, но он был очень плох для всех на планете». Согласно теории, узнайте достаточно о ударах, и в следующий раз мы сможем спасти наши собственные шкуры.

Для Зелльнера есть и более экзотический призыв: изучение нашей собственной солнечной системы может помочь ученым понять не только наши окрестности, но и процессы, которые сформировали нашу солнечную систему. инопланетные солнечные системы что ученые продолжают открывать.

Мазруэй рассматривает эту работу как пример того, как различные тела Солнечной системы могут проливать свет друг на друга. Один из ее соавторов уже с нетерпением ждет того, как миссия BepiColombo на Меркурий, вооруженная инструментом, очень похожим на тот, который сейчас находится на Луне, сможет добавить еще одно измерение в исследования кратеров.

На Земле приятно жить, но ученые не могут собрать воедино ее прошлое, не выходя из дома. «Чтобы понять, через что прошла наша планета, нужно изучить Луну и ее безупречно изрезанную кратерами поверхность», - сказал Мазруэй. «Мы также можем запутать многое из истории Земли».

Новое исследование описано в бумага опубликовано сегодня (17 января) в журнале Science.

Напишите Меган Бартельс по адресу mbartels@demokratija.eu или следуй за ней @meghanbartels . Подписывайтесь на нас @Spacedotcom а также Facebook . Оригинальная статья о demokratija.eu .