Проект GRAIL не оставил загадок в первобытной истории Луны

Спутники-близнецы GRAIL оснащены единственным инструментом, который отслеживает расстояние между аппаратами, меняющееся из-за гравитации. Поскольку на Луне нет сколько-нибудь значимой атмосферы, а сила притяжения очень слабая, аппараты GRAIL кружили над ней на средней высоте 55 километров, в результате чего карта получилась почти втрое подробнее существующих аналогов. Зонды смогли различить образования величиной около 13 километров и получили более 99,99% возможных данных с учётом разрешающей способности аппаратуры.

Авторы одной из трёх статей о проекте, опубликованных в журнале Science, отмечают, что более 98% локальных изменений гравитационного притяжения объясняются топографией поверхности. Иными словами, кратеры и хребты, расположенные на поверхности Луны, производят основную долю сигналов, принятых GRAIL. Ничего подобного на других изученных людьми объектах нет. Земля, Венера, Марс и Меркурий обладают большой внутренней изменчивостью, которая, как правило, становится результатом тектонических процессов.

Хотя Луна пережила несколько вулканических извержений, большинство деталей ее рельефа сформировано метеоритными ударами. Места столкновений отличаются высокой плотностью в центральной области, окружённой раздробленным материалом с низкой плотностью. Ударов было так много, что кора получилась ноздреватой и относительно однородной. При этом, согласно данным GRAIL, она тоньше, чем предсказывалось.

«Наиболее сильные удары могли пробить тонкую кору насквозь и достигнуть мантии», — рассуждают авторы. Моделирование позволяет предположить, что у двух зон воздействия толщина внутренней части стремится к нулю (Море Москвы и Море Кризисов), тогда как у трёх других она практически равна нулю (Море Гумбольдта, кратеры Аполлон и Пуанкаре).

Среди внутренних, скрытых от глаз причин изменений гравитаций, ученые называют длинные линии, отдельные из которых простираются почти на тысячу километров. Эти образования относительно глубоки: они начинаются примерно в 5 километрах от поверхности и уходят вниз на 70 километров. Авторы видят в них аналог земных групповых даек (мест, в которых тектонические разломы пропустили в кору расплавленный материал с большой глубины). Хотя на Луне никогда не было особой тектонической активности, считается, что нагрев от удара, создавшего Луну, привёл к возникновению океана магмы под лунной корой.

Она должна была нагревать внутренности одновременно с охлаждением внешней оболочки, что приводило к расширению Луны. Предполагается, что в первые миллиарды лет радиус спутника увеличился на 0,6–4,9 километра, после чего вновь сократился. По мнению авторов, этого могло быть достаточно для появления огромных трещин в коре, которые заполнила магма.

Данные GRAIL дают массу информации о первобытной истории Луны и способны наложить ограничения на модели её формирования. Кроме того, по ним можно судить об условиях во внутренней Солнечной системе вскоре после её образования, пишет Ars Technica.