Позднеимбрийский период

Позднеимбрийский период — это геологический период в истории Луны, охватывающий временной интервал примерно от 3,85 до 3,2 миллиардов лет назад. Он является частью имбрийской эры, которая следует за раннеимбрийским периодом и предшествует эратосфеновскому периоду. Название происходит от Моря Дождей (лат. Mare Imbrium) — крупного ударного бассейна, образование которого знаменует начало имбрийской эры. Позднеимбрийский период характеризуется завершением основной фазы формирования лунных морей, то есть излиянием базальтовой лавы, заполнившей крупные ударные бассейны, образовавшиеся в предшествующие эпохи.

Хронология и границы

Границы позднеимбрийского периода определены стратиграфическими и импактными событиями. Нижняя граница (начало периода) проводится по образованию бассейна Восточного моря (лат. Mare Orientale) — последнего крупного ударного бассейна на Луне, который сформировался около 3,85 млрд лет назад. Верхняя граница (конец периода) менее четкая и определяется появлением кратеров с хорошо сохранившимися лучами (лучевых кратеров), характерных для последующего эратосфеновского периода. Наиболее часто в качестве маркера верхней границы используется кратер Эратосфен (диаметром около 58 км), возраст которого оценивается в 3,2 млрд лет. Таким образом, позднеимбрийский период охватывает интервал времени, когда на Луне происходили активные вулканические процессы, но ударное кратерообразование уже значительно замедлилось по сравнению с предшествующей эпохой.

Геологические процессы

Магматизм и вулканизм

Основным геологическим процессом позднеимбрийского периода был базальтовый вулканизм, приведший к формированию лунных морей (марей). После того, как в раннеимбрийский период крупные ударные бассейны (Море Дождей, Море Ясности, Море Кризисов и другие) были созданы, в их понижениях начали изливаться базальтовые лавы. Эти излияния происходили в течение сотен миллионов лет и залили значительные площади, создав характерные тёмные равнины, видимые с Земли.

Вулканическая активность в позднеимбрийский период была неоднородной. Наиболее интенсивные излияния происходили в бассейнах, расположенных на видимой стороне Луны, таких как Море Дождей, Море Спокойствия и Океан Бурь. Состав лав варьировался от титанистых базальтов до базальтов с низким содержанием титана. В этот период также формировались многочисленные вулканические купола, конусы и лавовые трубки. Примером таких образований являются купола в районе Мариуса (Marius Hills) и в области Аристарха.

Ударное кратерообразование

К концу позднеимбрийского периода интенсивность ударных событий на Луне значительно снизилась по сравнению с эпохой поздней тяжелой бомбардировки (примерно 4,1–3,8 млрд лет назад). Тем не менее, в этот период продолжали образовываться кратеры, которые впоследствии были частично или полностью залиты базальтовыми лавами. Крупные импактные структуры, такие как бассейн Восточного моря, являются исключением, а не правилом. Большинство кратеров позднеимбрийского периода имеют диаметр от нескольких десятков до сотен километров. Многие из них, расположенные в пределах марей, были затоплены лавой, что привело к образованию так называемых «кратеров-призраков» — кратеров, чьи валы едва заметны на поверхности моря.

Стратиграфия и геологические единицы

Позднеимбрийский период в стратиграфической шкале Луны подразделяется на две основные группы пород: морские базальты и имбрийские выбросы.

Морские базальты (Mare basalts)

Эти породы слагают поверхность лунных морей. Они представляют собой застывшие лавовые потоки, которые имеют различный химический состав и возраст. На основе данных дистанционного зондирования и анализа образцов, доставленных миссиями «Аполлон» и «Луна», морские базальты подразделяются на несколько типов:

• Высокотитанистые базальты (TiO₂ > 5%): характерны для Океана Бурь и Моря Спокойствия.
• Низкотитанистые базальты (TiO₂ 1–5%): распространены в Море Дождей и Море Ясности.
• Очень низкотитанистые базальты (TiO₂ < 1%): встречаются в Море Кризисов и Море Восточном.

Имбрийские выбросы (Imbrian ejecta)

К этой группе относятся породы, выброшенные при образовании крупных ударных бассейнов, в первую очередь бассейна Восточного моря. Эти отложения образуют обширные покровы, которые перекрывают более древние породы. В позднеимбрийский период также формировались так называемые «морские гряды» (mare ridges) — тектонические структуры, возникшие в результате сжатия застывающей лавы.

Применение в планетологии

Изучение позднеимбрийского периода имеет важное значение для понимания геологической истории не только Луны, но и других планет земной группы. Поскольку Луна не имеет атмосферы и тектоники плит, её поверхность сохраняет записи о древних геологических процессах, которые на Земле были стерты эрозией и тектонической активностью.

• Определение возраста поверхностей: Позднеимбрийские морские базальты используются для калибровки методов определения возраста планетных поверхностей по кратерам. Чем больше кратеров на единицу площади, тем древнее поверхность. Позднеимбрийские моря имеют относительно низкую плотность кратеров по сравнению с более древними высокогорьями.
• Моделирование термической эволюции: Данные о составе и возрасте морских базальтов позволяют реконструировать тепловую историю Луны. Позднеимбрийский период соответствует фазе максимального теплового потока из недр Луны, что привело к массовому излиянию базальтов.
• Ресурсный потенциал: Морские базальты позднеимбрийского периода содержат значительные запасы титана, железа и других металлов. Изучение их распределения важно для планирования будущих лунных миссий по добыче ресурсов.

Интересные факты

• Позднеимбрийский период — это последний период лунной истории, когда происходило масштабное образование морей. После его завершения вулканическая активность на Луне резко сократилась и стала локальной.
• Бассейн Восточного моря, маркирующий начало периода, является одним из наиболее хорошо сохранившихся многокольцевых ударных бассейнов в Солнечной системе. Его внешнее кольцо, состоящее из гор Кордильер, имеет диаметр около 930 км.
• В позднеимбрийский период на Луне существовала слабая вторичная атмосфера, состоящая из газов, выделявшихся при вулканических извержениях (в основном оксид углерода, сера и водяной пар). Однако эта атмосфера была крайне разреженной и быстро рассеивалась в космос.
• Возраст некоторых образцов лунных базальтов, доставленных миссией «Аполлон-17», составляет около 3,7 млрд лет, что соответствует середине позднеимбрийского периода.
• В отличие от Земли, на Луне в позднеимбрийский период не было тектоники плит. Вулканизм был вызван исключительно разогревом недр в результате радиоактивного распада и остаточного тепла от аккреции.

Источники

• Wilhelms, D. E. (1987). The Geologic History of the Moon. U.S. Geological Survey Professional Paper 1348.
• Hiesinger, H., & Head, J. W. (2006). New views of lunar geoscience: An introduction and overview. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 60(1), 1-81.
• 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.
• Spudis, P. D. (1993). The Geology of Multi-Ring Impact Basins: The Moon and Other Planets. Cambridge University Press.