Эратосфенский период

Эратосфенский период — это геохронологический интервал в истории Земли, выделяемый в рамках лунно-солнечной стратиграфической шкалы Луны. Он охватывает временной промежуток от 3,2 до 1,1 миллиарда лет назад (по другим оценкам, от 3,0 до 0,8 миллиарда лет назад). Название дано в честь древнегреческого учёного Эратосфена Киренского. Период характеризуется завершением основной фазы интенсивной метеоритной бомбардировки Луны и переходом к эпохе относительно спокойного тектонического и ударного развития, с преобладанием образования крупных кратеров с хорошо сохранившимися морфологическими деталями.

История выделения

Эратосфенский период был выделен в 1960-х — 1970-х годах в ходе геологического картирования Луны, основанного на анализе снимков, полученных с автоматических станций серий «Луна» (СССР) и «Рейнджер» (США), а также в рамках программы «Аполлон» (США). Основой для периодизации послужила стратиграфическая шкала, разработанная американским геологом Доном Уилхелмсом и его коллегами. В отличие от земной стратиграфии, лунная шкала базируется не на осадочных породах, а на относительном возрасте ударных кратеров и их перекрытии лавовыми потоками.

Границы периода были установлены по двум ключевым событиям:

• Нижняя граница (начало периода) — образование бассейна Эратосфена (кратер диаметром около 58 км, расположенный в северном полушарии Луны). Этот кратер считается одним из наиболее хорошо сохранившихся крупных ударных образований, не подвергшихся значительному заполнению лавой.
• Верхняя граница (окончание периода) — образование кратера Коперник (диаметр около 93 км), который является типичным представителем более молодых, «свежих» ударных структур с яркими лучевыми системами.

Характерные черты периода

Геологическая активность

Эратосфенский период соответствует этапу, когда внутренняя тепловая активность Луны значительно снизилась. Магматизм, который в предыдущий, Имбрийский период, привёл к излиянию огромных объёмов базальтовой лавы и формированию лунных морей, к началу Эратосфенского периода практически прекратился. Основные базальтовые равнины (моря) уже были сформированы. Единственным значимым геологическим процессом оставалась ударная бомбардировка, но её интенсивность резко упала по сравнению с предшествующими эпохами.

Морфология кратеров

Кратеры Эратосфенского периода, в отличие от более древних (Имбрийских и Доимбрийских), имеют хорошо выраженные морфологические детали:

• Вал — чёткий, крутой, с террасами и обвалами.
• Центральная горка — часто присутствует, сложена коренными породами, поднятыми ударом.
• Дно — относительно ровное, но не затопленное лавой (в отличие от кратеров Имбрийского периода, которые часто заполнены базальтами).
• Лучевая система — у кратеров Эратосфенского периода лучевые системы, как правило, отсутствуют или слабо выражены из-за длительного воздействия космического выветривания (микрометеоритной эрозии и солнечного ветра). Это ключевое отличие от кратеров Коперниковского периода, где лучевые системы яркие и протяжённые.

Отсутствие тектоники плит

Луна, в отличие от Земли, не имеет тектоники плит. Поэтому в Эратосфенский период не происходило горообразования, рифтогенеза или субдукции. Все изменения рельефа были исключительно результатом ударных событий и, в меньшей степени, изостатического выравнивания (медленного опускания или поднятия участков коры под действием гравитации).

Стратиграфия и подразделения

В лунной стратиграфии Эратосфенский период подразделяется на два основных подраздела (хотя общепринятой детальной схемы не существует):

1. Ранний Эратосфен (3,2–2,5 млрд лет назад) — время, когда ещё происходили отдельные излияния базальтовой лавы, но уже в небольших объёмах. К этому подразделу относят кратеры, частично заполненные лавой.
2. Поздний Эратосфен (2,5–1,1 млрд лет назад) — период почти полного прекращения магматизма. Кратеры этого времени имеют типичный «сухой» вид, без следов лавового заполнения.

Отличие от земной геохронологии

Эратосфенский период Луны не имеет прямых аналогов на Земле. На Земле в интервале 3,2–1,1 млрд лет назад (архей — протерозой) происходили совершенно иные процессы: формирование первых континентов, развитие тектоники плит, появление жизни (строматолиты, цианобактерии). Лунная шкала отражает исключительно историю ударных событий и магматизма на безжизненном небесном теле, лишённом атмосферы и гидросферы.

Значение для науки

Изучение кратеров Эратосфенского периода позволяет:

• Оценить интенсивность метеоритной бомбардировки в среднем этапе истории Солнечной системы.
• Определить возраст поверхности Луны по относительной сохранности кратеров (метод кратерной хронологии).
• Сравнить эволюцию Луны и других планет земной группы (Меркурия, Марса), где также выделяются аналогичные периоды ударной активности.
• Собрать образцы пород, которые могут быть датированы радиоизотопными методами (например, образцы, доставленные миссиями «Луна-20» и «Луна-24» (СССР), а также «Аполлон-15» и «Аполлон-17» (США), частично относятся к этому периоду).

Интересные факты

• Название «Эратосфенский» дано в честь Эратосфена Киренского (ок. 276–194 гг. до н. э.), который первым вычислил окружность Земли, а также создал первую известную карту мира с параллелями и меридианами. Однако сам учёный не имел отношения к Луне.
• Кратер Эратосфен, давший название периоду, расположен на границе между Морем Дождей и Морем Островов. Его вал возвышается над окружающей местностью почти на 3 км.
• В отличие от земных пород, лунные образцы Эратосфенского периода не содержат следов выветривания водой или ветром, так как на Луне нет атмосферы и гидросферы. Единственный процесс выветривания — космическое (микрометеоритное и радиационное).

Источники

• Wilhelms, D. E. (1987). The Geologic History of the Moon. U.S. Geological Survey Professional Paper 1348.
• Heiken, G. H., Vaniman, D. T., & French, B. M. (Eds.). (1991). Lunar Sourcebook: A User's Guide to the Moon. Cambridge University Press.
• Stöffler, D., & Ryder, G. (2001). Stratigraphy and isotope ages of lunar geologic units: Chronological standard for the inner solar system. Space Science Reviews, 96(1-4), 9–54.
• Большая советская энциклопедия (3-е издание). Статья «Луна (геология)».