Наличие частично расплавленного слоя между скалистой мантией и твердым металлическим ядром Луны становится все более вероятным после исследования, посвященного изменениям ее формы и гравитации.
Ученые из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и Университета Аризоны проанализировали новые данные, описывающие жесткость Луны под гравитационным воздействием Земли и Солнца. Они обнаружили, что ее масса вряд ли является полностью твердой.
Скорее, мантия Луны имеет толстую, вязкую зону, которая поднимается и опускается, подобно земным приливам.
«Моделирование недр показывает, что эти значения могут быть согласованы только с наличием зоны низкой вязкости (LVZ) у основания лунной мантии», – пишут исследователи в своей опубликованной статье.
Идея о существовании этого не полностью твердого слоя выдвигалась учеными на протяжении нескольких десятилетий, но до сих пор имеющиеся данные не позволяли однозначно подтвердить или опровергнуть его наличие.
Под воздействием гравитационного притяжения Земли и Солнца Луна испытывает приливные эффекты – не в виде океанов, а в виде физических деформаций своей формы и гравитационного поля.
Для этого исследования команда использовала новые данные, полученные с помощью миссии NASA Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) и орбитального аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter. Эти измерения позволили ученым впервые оценить лунные приливные изменения на основе годового цикла.
Компьютерное моделирование, описывающее природу горных пород в глубинах Луны, когда она вращается вокруг Земли, показывает, что для соответствия полученным данным слой под твердой мантией должен быть хотя бы частично вязким.
Это поднимает дальнейшие вопросы: как возникла эта зона и что поддерживает ее в нагретом состоянии? Для получения достоверных ответов потребуются дальнейшие исследования, но команда, стоящая за этим исследованием, считает, что в этом может быть замешан минерал ильменит, представляющий собой оксид железа и титана.
«Наличие LVZ в нижней части лунной мантии может быть наиболее легко объяснено частичным плавлением в богатом ильменитом слое, что сделало бы Луну похожей на Марс, где частичное плавление было недавно обнаружено при анализе сейсмических данных», – пишут исследователи.
Как и в случае с исследованиями Земли, для оценки того, что происходит на глубине сотен и тысяч километров под поверхностью, требуются определенные догадки, но все они основаны на имеющихся знаниях о лунах и планетах.
Мы знаем, что мантия над этой LVZ состоит в основном из минерала оливина и что она прошла долгий путь эволюции за несколько миллиардов лет. Если в ближайшие годы нам удастся создать постоянную базу на Луне, сейсмические данные, полученные с ее поверхности, смогут рассказать нам больше о том, что происходит в ее недрах.
«Существование этой зоны имеет глубокие последствия для теплового состояния и эволюции Луны», – пишут исследователи.
Исследование опубликовано в журнале AGU Advances.
Читайте также: Луна может быть на 40 млн. лет старше, чем мы думали
