Бассейн Южный полюс — Эйткен

Бассейн Южный полюс — Эйткен (англ. South Pole–Aitken basin, SPA) — крупнейший известный ударный кратер (бассейн) на Луне, один из крупнейших ударных бассейнов в Солнечной системе. Расположен на обратной стороне Луны, в области её южного полюса. Диаметр бассейна составляет около 2500 км, а глубина — до 8 км. Представляет собой эллиптическую депрессию, вытянутую с севера на юг. Является объектом пристального научного интереса, так как его изучение позволяет получить информацию о ранней истории Луны, составе её коры и мантии, а также о процессах крупномасштабных импактных событий.

История открытия и исследования

Первые сведения

Бассейн был впервые идентифицирован на снимках, полученных советской автоматической станцией «Зонд-3» в 1965 году, которая передала изображения значительной части обратной стороны Луны. Однако из-за низкого разрешения снимков и сложности интерпретации рельефа его истинные масштабы долгое время оставались неясными. Название «Южный полюс — Эйткен» было предложено в 1970-х годах по двум характерным точкам: южному полюсу Луны и кратеру Эйткен (диаметром около 135 км), расположенному в северной части бассейна.

Подтверждение и детальное картирование

В 1994 году американская лунная орбитальная станция «Клементина» (Clementine) провела глобальную съёмку Луны в различных спектральных диапазонах. Данные «Клементины» позволили впервые точно определить границы бассейна, его глубину и особенности рельефа. Было установлено, что дно бассейна находится значительно ниже среднего уровня лунной поверхности, а его края образуют кольцевой вал высотой до нескольких километров. Последующие миссии, включая японский аппарат «Кагуя» (SELENE, 2007–2009) и американский Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, с 2009 года), предоставили данные высокого разрешения, включая топографические карты, снимки и данные о минералогическом составе.

Геологическое строение и характеристики

Размеры и форма

Бассейн Южный полюс — Эйткен является самым большим и самым старым из сохранившихся ударных бассейнов на Луне. Его диаметр составляет примерно 2500 км, что превышает диаметр самого́ спутника Земли (около 3474 км). Форма бассейна — эллиптическая, что может указывать на косой удар астероида или кометы. Центр бассейна смещён относительно его геометрического центра, что также характерно для крупных косых импактов.

Глубина и рельеф

Глубина бассейна варьируется: в центральной части дно опущено на 6–8 км ниже среднего уровня лунной поверхности, а в некоторых районах — до 12 км. Края бассейна подняты на 2–4 км, образуя кольцевой вал. Внутри бассейна выделяется несколько внутренних колец и множество более мелких кратеров, образовавшихся после его формирования. Наиболее заметным из них является кратер Аполлон (диаметр около 520 км), расположенный в южной части бассейна.

Состав и минералогия

Данные спектрометров миссий «Клементина» и «Кагуя» показали, что дно бассейна сложено породами, богатыми железом и магнием, а также пироксенами. Это существенно отличается от состава окружающих материковых областей, которые в основном состоят из анортозита (полевошпатовой породы). Считается, что удар, образовавший бассейн, пробил лунную кору и выбросил на поверхность материал из лунной мантии. Таким образом, бассейн Южный полюс — Эйткен является уникальным «окном» в недра Луны. Образцы пород, доставленные с этого региона, могли бы дать прямые доказательства состава мантии.

Возраст и происхождение

Возраст

Бассейн Южный полюс — Эйткен является одним из древнейших образований на Луне. Его возраст оценивается в 4,2–4,3 миллиарда лет, что соответствует периоду поздней тяжёлой бомбардировки (Late Heavy Bombardment). Он сформировался вскоре после застывания лунной коры, но до образования большинства других крупных бассейнов, таких как Море Дождей или Море Восточное.

Гипотезы происхождения

Существует несколько гипотез, объясняющих его происхождение:

• Косой удар: Наиболее распространённая гипотеза. Эллиптическая форма бассейна и смещение центра указывают на то, что ударное тело (астероид или комета) упало под очень острым углом (менее 30 градусов к горизонту). Это привело к выбросу материала в одном направлении и образованию асимметричной структуры.
• Удар крупного тела: Альтернативная гипотеза предполагает, что ударное тело было очень большим (диаметром до 100–200 км) и упало почти вертикально, но из-за неоднородности лунной коры образовалась эллиптическая форма.
• Множественный удар: Некоторые исследователи предполагают, что бассейн мог образоваться в результате серии близких по времени ударов, что объясняет его сложную структуру.

Значение для науки и будущих миссий

Научная ценность

Бассейн Южный полюс — Эйткен представляет огромный научный интерес по нескольким причинам:

• Доступ к мантии: Как уже отмечалось, он является единственным известным местом на Луне, где на поверхность выходят породы, предположительно из мантии. Их изучение позволило бы понять состав и эволюцию лунных недр.
• Хронология Луны: Датирование пород из бассейна позволило бы уточнить хронологию ранней истории Луны и Солнечной системы.
• Лунный реголит: Изучение реголита в этом регионе даёт информацию о процессах космического выветривания и переноса материала на большие расстояния.

Будущие миссии

В связи с высокой научной ценностью, бассейн Южный полюс — Эйткен рассматривается как приоритетный район для будущих лунных миссий, в том числе с возвратом образцов грунта. В частности, китайская лунная программа «Чанъэ» планирует миссию «Чанъэ-6» (запуск в 2024 году) по забору и доставке на Землю образцов грунта из южной части бассейна. Ожидается, что эти образцы могут содержать материал лунной мантии. Также рассматриваются проекты по созданию в этом регионе лунной базы из-за наличия постоянного солнечного освещения на некоторых возвышенностях (для выработки энергии) и возможных запасов водяного льда в постоянно затенённых кратерах на южном полюсе.

Интересные факты

• Бассейн Южный полюс — Эйткен настолько велик, что если бы он находился на Земле, его диаметр превышал бы расстояние от Москвы до Парижа.
• Дно бассейна является самой низкой точкой на Луне (около -8 км относительно среднего уровня).
• Внутри бассейна находится несколько постоянно затенённых кратеров, в которых, по данным спектрометров, обнаружены признаки водяного льда.
• Несмотря на свои размеры, бассейн долгое время оставался незамеченным, так как расположен на обратной стороне Луны, невидимой с Земли.

Источники

• «Lunar Sourcebook: A User's Guide to the Moon» (1991), под редакцией G. H. Heiken, D. T. Vaniman, B. M. French.
• «The Clementine Atlas of the Moon» (2004), B. Bussey, P. Spudis.
• «The South Pole–Aitken basin: A window into the lunar interior» (2012), P. D. Spudis, et al., Journal of Geophysical Research: Planets.
• Данные миссий Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) и Kaguya (SELENE).
• «Planetary Science: A Lunar Perspective» (1982), S. R. Taylor.