Бассейн Имбриум

Бассейн Имбриум (лат. Mare Imbrium, «Море Дождей») — крупнейший ударный кратер (импактный бассейн) на видимой стороне Луны, заполненный базальтовой лавой и образующий одноимённое лунное море. Расположен в северо-западной части видимого полушария, к северо-востоку от Океана Бурь. Диаметр бассейна составляет около 1145 км, а площадь моря — около 829 000 км². Является одним из наиболее изученных и геологически значимых объектов Луны, служащим ключевым маркером для определения относительного возраста лунных пород.

История формирования

Происхождение

Бассейн Имбриум образовался в результате падения крупного астероида или протопланеты в ранний период истории Луны, около 3,85 миллиарда лет назад (в конце поздней тяжёлой бомбардировки). Удар был настолько мощным, что пробил лунную кору, вызвав выброс огромного количества расплавленного материала и образование многокольцевой структуры. Внешнее кольцо бассейна, известное как горы, достигает высоты до 7 км над уровнем окружающих равнин.

Заполнение лавой

После импакта бассейн представлял собой глубокую впадину. В течение последующих 500–700 миллионов лет, в эпоху активного вулканизма, трещины и разломы в лунной коре позволили базальтовой магме подняться на поверхность и заполнить дно бассейна. Этот процесс происходил в несколько этапов, что привело к образованию слоёв лавы различного состава и возраста. Самые молодые потоки лавы, по оценкам, изливались около 1,2 миллиарда лет назад, что делает Море Дождей одним из наиболее молодых лунных морей.

Хронология событий

• 3,85 млрд лет назад — импактное событие, образование бассейна.
• 3,8–3,2 млрд лет назад — основной период базальтового вулканизма, заполнение впадины.
• 1,2 млрд лет назад — последние известные излияния лавы на дне моря.
• Современность — бассейн является объектом постоянных наблюдений и исследований.

Геологическое строение

Кольцевая структура

Бассейн Имбриум имеет сложную многокольцевую морфологию, типичную для крупных импактных структур. Выделяют три основных кольца:

• Внешнее кольцо — горы (например, Карпаты, Апеннины, Кавказ), которые образуют почти непрерывный хребет высотой 3–7 км.
• Среднее кольцо — менее выраженные хребты и купола, частично скрытые лавой.
• Внутреннее кольцо — практически полностью затоплено базальтами, но прослеживается по гравитационным аномалиям.

Состав пород

Породы бассейна делятся на две основные группы:

• Импактные брекчии — обломки коренных пород, сплавленные в результате удара. Они составляют основу горных хребтов.
• Базальты — тёмные, плотные вулканические породы, слагающие дно моря. Их химический состав характеризуется высоким содержанием железа и титана.

Гравитационные аномалии

Гравитационное поле над бассейном Имбриум имеет положительную аномалию (маскон), что связано с наличием плотных базальтовых пород в его центральной части. Маскон был открыт в 1968 году по данным миссии «Лунар Орбитер» и является одним из самых сильных на Луне.

Исследования

Советские и российские миссии

• «Луна-17» (1970) — доставила на поверхность Луны самоходный аппарат «Луноход-1», который проработал в районе Залива Радуги (северо-западная часть бассейна) 11 месяцев, передав данные о составе грунта и рельефе.
• «Луна-21» (1973) — высадила «Луноход-2» в кратере Лемонье (восточная окраина бассейна), который исследовал более 37 км лунной поверхности.

Американские миссии

• «Аполлон-15» (1971) — пилотируемая миссия, высадившаяся у подножия Апеннин (юго-восточная граница бассейна). Астронавты собрали образцы пород, включая знаменитый «Зелёный стеклянный шар» (образец 15415), который помог датировать возраст бассейна.
• «Лунар Орбитер» (1966–1967) — серия автоматических станций, впервые детально сфотографировавших бассейн и выявивших маскон.
• «Клементина» (1994) — картографическая миссия, уточнившая топографию и минералогию региона.

Современные исследования

• «Чандраян-1» (2008) — индийская миссия, обнаружившая в бассейне Имбриум молекулы воды (OH) и гидратированных минералов.
• «LRO» (Lunar Reconnaissance Orbiter, 2009) — американский аппарат, предоставивший снимки сверхвысокого разрешения (до 0,5 м на пиксель) и данные о температуре поверхности.
• «Чандраян-2» (2019) — индийский орбитальный аппарат, продолжающий изучение региона.

Примечательные объекты в бассейне

Кратеры

• Архимед (диаметр 83 км) — крупный кратер на юго-восточном краю моря, частично заполненный лавой.
• Автолик (диаметр 39 км) — кратер с хорошо выраженными террасами и центральным пиком.
• Аристилл (диаметр 55 км) — кратер на северо-востоке, имеющий сложную систему лучей.

Горы

• Апеннины — горный хребет высотой до 5,5 км, протяжённостью около 600 км.
• Карпаты — хребет на юго-западе, высота до 2,5 км.
• Кавказ — хребет на северо-востоке, высота до 3,5 км.

Заливы

• Залив Радуги (лат. Sinus Iridum) — крупный залив на северо-западе, окружённый горами Юра.
• Залив Зноя (лат. Sinus Aestuum) — область на юго-востоке, отличающаяся повышенной концентрацией титана.

Научное значение

Хронология лунной истории

Бассейн Имбриум является ключевым объектом для определения стратиграфической шкалы Луны. Импактное событие, его образовавшее, служит границей между раннеимбрийским и позднеимбрийским периодами лунной геологической истории. Образцы пород, собранные миссией «Аполлон-15», позволили установить абсолютный возраст этого события — около 3,85 млрд лет.

Моделирование импактных процессов

Изучение бассейна даёт учёным возможность моделировать процессы формирования крупных ударных кратеров на планетах земной группы. Особенности его кольцевой структуры и распределения выбросов помогают понять механизмы кратерообразования.

Поиск водных ресурсов

Данные миссии «Чандраян-1» показали, что в некоторых участках бассейна, особенно вблизи полюсов, могут присутствовать залежи водяного льда. Это делает регион потенциально интересным для будущих пилотируемых миссий.

Интересные факты

• Бассейн Имбриум является одним из самых ярких объектов на Луне при наблюдении в телескоп — его тёмная поверхность хорошо контрастирует с более светлыми материковыми областями.
• В 1971 году астронавты «Аполлона-15» установили на поверхности бассейна сейсмометр, который работал до 1977 года и зафиксировал несколько лунотрясений.
• В районе Залива Радуги находится «Лунный мост» — естественное аркообразное образование, которое было сфотографировано советским аппаратом «Луна-17».
• В 2013 году китайский аппарат «Чанъэ-3» совершил посадку в Море Дождей, но в районе, не входящем в основной бассейн, а в его юго-восточную часть.

Источники

• Wilhelms, D. E. (1987). The Geologic History of the Moon. U.S. Geological Survey Professional Paper 1348.
• Spudis, P. D. (1993). The Geology of Multi-Ring Impact Basins. Cambridge University Press.
• Schultz, P. H., & Spudis, P. D. (1983). The Imbrium Basin: A New View of the Moon's Largest Impact Structure. Nature, 302, 233–236.
• Данные миссий «Лунар Орбитер», «Аполлон-15», «Клементина», «Чандраян-1» и «LRO».